Bulkmodulus

De bulkmodulus is een wetenschappelijke term die wordt gebruikt om de weerstand van een materiaal tegen uniforme compressie te beschrijven. Het is de evenredigheidsconstante die een drukverandering koppelt aan de resulterende relatieve volumeverandering.

Dit concept wordt duidelijker wanneer een isotroop materiaalelement wordt gevisualiseerd als een kubus met eenheidsvolume. Wanneer deze kubus aan normale spanningen wordt blootgesteld, ondergaat hij vervorming, waardoor zijn vorm verandert in een rechthoekig parallellepipedum met een ander volume. De discrepantie tussen dit nieuwe volume en het originele volume wordt de dilatatie van het materiaal genoemd. Dilatatie kan worden berekend als de cumulatieve som van de spanningen in de drie ruimtelijke richtingen. Wanneer het lichaam onder uniforme hydrostatische druk staat, is elke spanningscomponent gelijk aan het negatieve van deze druk. Door deze waarden in de dilatatie formule in te voegen, ontstaat een uitdrukking die de bulkmodulus introduceert.

Deze modulus heeft dezelfde eenheden als de elasticiteitsmodulus. Onder hydrostatische druk verminderen stabiele materialen in volume, waardoor de dilatatie negatief wordt en de bulkmodulus positief. Een ideaal materiaal met een Poisson-ratio van nul zou in één richting kunnen uitrekken zonder laterale samentrekking. Aan de andere kant zou een materiaal met een Poisson-verhouding van 0,5 volkomen onsamendrukbaar zijn.