물체에 힘을 가하면 물체의 형상이 변하는 변형(deformation)이 발생한다. 그리고 물체 내부에는 외력에 저항하는 응력(stress)이 발생함과 동시에 원래 상태로 복원시키려는 복원 에너지가 축적된다. 이처럼 물체의 변형에 따라 물체 내부에 축적되는 복원 에너지를 변형률 에너지라고 부른다. 변형률 에너지는 물리적으로 일(work)과 동일한 단위(unit)를 가지며, 물체 내부의 응력과 변형률의 곱을 물체 전체에 걸쳐 합한 값으로 계산된다.
변형률 에너지는 물체에 가해진 힘이 제거되면 물체를 변형 전 모양으로 복원시키면서 소멸된다. 물체에 작용하는 힘에 의한 총 일의 일부는 물체를 영구적으로 변형시키는 소성변형(plastic deformation)에 사용되고 나머지가 변형률 에너지로 축적된다. 물체 단위 체적당의 변형률 에너지를 변형률 에너지 밀도(strain energy density)로 정의하고 이 값은 물체내 임의 한 점에서의 응력과 변형률의 곱으로 계산된다.
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