Volumenmodul

Der Volumenmodul misst die Beständigkeit eines Materials gegen gleichmäßige Kompression. Sie ist definiert als die Proportionalitätskonstante zwischen einer Druckänderung und der daraus resultierenden relativen Volumenänderung.

Betrachten Sie einen isotropen Würfel mit Volumeneinheit. Unter normalen Spannungen verformt es sich zu einem rechteckigen Quader mit einem neuen Volumen.

Die Differenz zwischen diesem neuen Volumen und dem ursprünglichen wird als Erweiterung des Materials bezeichnet. Die Dilatation kann als Summe der Dehnungen in alle drei Richtungen ausgedrückt werden.

Bei einem Körper, der einem gleichmäßigen hydrostatischen Druck ausgesetzt ist, entspricht jede Spannungskomponente dem negativen hydrostatischen Druck.

Setzt man diese Werte in die Dilatationsgleichung ein, erhält man einen Ausdruck, der die Konstante einführt, die als Volumenmodul bekannt ist und in den gleichen Einheiten wie der Elastizitätsmodul ausgedrückt wird.

Stabile Materialien unter hydrostatischem Druck verringern ihr Volumen, wodurch die Dilatation negativ und der Volumenmodul positiv wird.

Ein ideales Material mit einer Poissonzahl von Null kann sich dehnen, ohne sich seitlich zusammenzuziehen. Umgekehrt bedeutet die Poissonzahl von 0,5 eine perfekte Inkompressibilität.