体積弾性率は、体積の減少と圧力の増加の尺度として定義されます。これは、固体およびその他の弾性率の機械的特性と、材料が弾性限界内で変形している間の特定の材料の体積ひずみに関連する体積応力の割合の測定に使用されます。
したがって、基本的に、体積弾性率は、すべての表面に圧力が加えられたときの固体または流体材料の弾性特性を測定するために使用される単なる数値定数です。体積弾性率は非圧縮性と呼ばれることもあります。
弾力性
素材が変形したときの能力として知られる弾力性は、素材またはオブジェクトが引き伸ばされると、元の形状とサイズに戻ります。弾性は、物体が外力の適用によって伸びたり縮んだりした後、その形状を変形させ、元のサイズに戻す能力として定義できます。ほとんどの材料は弾性挙動を示すことが知られています.
体積弾性係数
- 体積弾性係数は、固体の機械的特性の尺度の 1 つとしても知られています。
- 体積弾性率は、式および表で K または B によって示されます。均一な物質に適用すると、圧縮はその物質の弾力性を示すことが多く、物質内の圧縮、密度、化学結合の種類を予測するのに使用できます。
- 体積弾性率には、メートル法でパスカル (Pa) または平方メートルあたりのニュートン (N/m2) 単位があります。
- さまざまな弾性率があり、ヤング率やせん断弾性率など、弾性を求める式が使用されます。
- 相対形成はひずみとも呼ばれ、元の体積で割ったときの変化体積によってわかります。
- 体積弾性率もフックの弾性法則の特定の形式であり、体積弾性率は圧力をひずみで割ったときにも求められます。
体積弾性率の数学的表現
これは、加えられた圧力と、結果として生じる材料体積の減少との関係の結果です。数学的には:
K =ΔP / (ΔV / V)
ここで:
K:体積弾性率
ΔP:単位面積あたりの材料に作用する圧力または力の変化。
ΔV:圧縮による材料体積の変化
V:材料の初期体積 (m3)。
体積弾性係数
液体の質量弾性率に影響を与える主な要因は次のとおりです。
- 気温と
- 同伴される液体
体積係数は、温度の上昇とともに減少します。つまり、液体の温度が低いほど圧縮しにくくなります。同伴ガス (主に空気) は、液体の質量弾性率に大きな影響を与えます。液体に含まれる気体が多いほど、体積比は低くなります。例外は、液体の体積弾性率が空気の体積圧縮率よりも低く、その逆の場合です。
水の体積弾性率
水または液体の体積弾性率は、液体の体積を変化させるために必要な圧縮率と圧力に密接に関係しています。ほとんどの液体は非圧縮性であるため、大幅な体積変化には大量の圧力を加える必要があります。
水の体積弾性率は約 300,000 psi (2.1 GPa) で、圧縮率は 3.3 × 10-6 (psi)-1 です。
ポアソン比
布の圧縮変形は負であり、引張変形は考慮されます。物質に引張力を加えると、加えられた力 (P) に似た応力が発生し、断面が収縮して長さが伸びます (ΔL)。引張ひずみ ε は次のように表すことができます。
ε =ΔL/L.
圧縮力を加えた場合、対応する歪みは次のように表すことができます
ε =-ΔL/L。
これはフックの法則を支持しました。応力とひずみの関係は、次の式で表すことができます:
σ =Eε,
ここで、σ – 応力
E – 弾性率
および ε – 歪み。
ポアソン比の式
通常の立方体の形をしたゴム片を考えてみましょう。端に沿って引っ張り始めると、中央で圧縮が始まります。
この場合、
=-dB/B(l)=-dL/L
結論
釣り竿、マットレス、ブレスレット、衣服など、私たちの日常生活には、体積弾性率と弾性のさまざまな用途と用途があります。これらはすべて、固体または流体の弾性特性を記述する際に密接に関連しています。増加した圧力が材料のすべての表面に適用されると、ヤング率やフックの法則など、橋の作成や気球などの日常生活に影響を与える多くのモジュールもあります。 .
