Spannung ist die Kraft pro Flächeneinheit auf einen Körper, die dazu neigt, seine Form zu verändern.
Spannung ist ein Maß für die inneren Kräfte in einem Körper zwischen seinen Teilchen. Diese internen Kräfte sind eine Reaktion auf die äußeren Kräfte, die auf den Körper einwirken und ihn dazu veranlassen, sich zu trennen, zusammenzudrücken oder zu gleiten. Äußere Kräfte sind entweder Oberflächenkräfte oder Körperkräfte. Spannung ist die durchschnittliche Kraft pro Flächeneinheit, die ein Teilchen eines Körpers auf ein benachbartes Teilchen über eine imaginäre Oberfläche ausübt, die die Teilchen voneinander trennt.
Die Formel für uniaxiale Normalspannung lautet:
σ = F A {\displaystyle {\sigma }={\frac {\frac {F}{A}}}}
wobei σ für die Spannung, F für die Kraft und A für die Fläche steht.
In SI-Einheiten wird die Kraft in Newton und die Fläche in Quadratmetern gemessen. Dies bedeutet, dass die Spannung in Newton pro Quadratmeter oder N/m2 gemessen wird. Die Spannung hat jedoch eine eigene SI-Einheit, die Pascal genannt wird. 1 Pascal (Symbol Pa) ist gleich 1 N/m2. In den imperialen Einheiten wird die Spannung in Pfund-Kraft pro Quadratzoll gemessen, was oft auf "psi" abgekürzt wird. Die Dimension der Spannung ist die gleiche wie die des Drucks.
In der Kontinuumsmechanik verhält sich der belastete verformbare Körper wie ein Kontinuum. Diese Schnittgrößen werden also kontinuierlich im Volumen des materiellen Körpers verteilt. (Dies bedeutet, dass die Spannungsverteilung im Körper als eine stückweise kontinuierliche Funktion von Raum und Zeit ausgedrückt wird). Die Kräfte bewirken eine Verformung der Form des Körpers. Die Verformung kann zu einer dauerhaften Formänderung oder zum strukturellen Versagen führen, wenn das Material nicht fest genug ist.
Einige Modelle der Kontinuumsmechanik behandeln die Kraft als etwas, das sich verändern kann. Andere Modelle befassen sich mit der Verformung von Materie und Festkörpern, da die Eigenschaften von Materie und Festkörpern dreidimensional sind. Jeder Ansatz kann zu unterschiedlichen Ergebnissen führen. Klassische Modelle der Kontinuumsmechanik gehen von einer durchschnittlichen Kraft aus und berücksichtigen "geometrische Faktoren" nicht richtig. (Die Geometrie des Körpers kann wichtig dafür sein, wie Spannungen verteilt werden und wie sich Energie während der Anwendung der äußeren Kraft aufbaut).




