18.15 : Объемный модуль

Модуль объемного сжатия — это научный термин, используемый для описания сопротивления материала равномерному сжатию. Это константа пропорциональности, которая связывает изменение давления с результирующим относительным изменением объема.

Эта концепция становится более понятной, когда элемент изотропного материала визуализируется как куб единичного объема. Когда этот куб подвергается нормальным напряжениям, он деформируется, меняя свою форму на прямоугольный параллелепипед другого объема. Несоответствие между этим новым объемом и первоначальным называется расширением материала. Дилатацию можно рассчитать как совокупную сумму деформаций в трех пространственных направлениях. Когда тело находится под однородным гидростатическим давлением, каждая составляющая напряжения равна отрицательному значению этого давления. Вставка этих значений в формулу расширения дает выражение, которое представляет модуль объемного сжатия.

Этот модуль имеет те же единицы измерения, что и модуль упругости. Под гидростатическим давлением стабильные материалы уменьшаются в объеме, делая расширение отрицательным, а модуль объемного сжатия положительным. Идеальный материал с нулевым коэффициентом Пуассона может растягиваться в одном направлении без бокового сжатия. С другой стороны, материал с коэффициентом Пуассона 0,5 был бы совершенно несжимаемым.