18.15 : Módulo de volume

O módulo de volume é um termo científico usado para descrever a resistência de um material à compressão uniforme. É a constante de proporcionalidade que liga uma mudança na pressão à mudança de volume relativo resultante.

Este conceito fica mais claro quando um elemento material isotrópico é visualizado como um cubo de volume unitário. Quando este cubo é submetido a tensões normais, ele sofre deformação, mudando sua forma para um paralelepípedo retangular com volume diferente. A discrepância entre este novo volume e o original é denominada dilatação do material. A dilatação pode ser calculada como a soma cumulativa das deformações nas três direções espaciais. Quando o corpo está sob pressão hidrostática uniforme, cada componente de tensão é igual ao negativo desta pressão. A inserção desses valores na fórmula de dilatação fornece uma expressão que introduz o módulo de volume.

Este módulo tem as mesmas unidades do módulo de elasticidade. Sob pressão hidrostática, os materiais estáveis reduzem em volume, tornando a dilatação negativa e o módulo de volume positivo. Um material ideal com índice de Poisson zero poderia esticar em uma direção sem contração lateral. Por outro lado, um material com coeficiente de Poisson de 0,5 seria perfeitamente incompressível.