Moduł objętościowy

Moduł objętościowy to termin naukowy używany do opisania odporności materiału na równomierne ściskanie. Jest to stała proporcjonalności, która łączy zmianę ciśnienia z wynikającą z niej zmianą względnej objętości.

Koncepcja ta staje się jaśniejsza, gdy izotropowy element materialny zwizualizuje się jako sześcian o jednostkowej objętości. Sześcian ten poddany działaniu naprężeń normalnych ulega odkształceniu zmieniając swój kształt na prostokątny równoległościan o różnej objętości. Rozbieżność pomiędzy nową objętością a pierwotną nazywana jest dylatacją materiału. Dylatację można obliczyć jako skumulowaną sumę odkształceń w trzech kierunkach przestrzennych. Kiedy ciało znajduje się pod równomiernym ciśnieniem hydrostatycznym, każda składowa naprężenia jest równa wartości ujemnej tego ciśnienia. Wstawienie tych wartości do wzoru na dylatację daje wyrażenie wprowadzające moduł objętościowy.

Moduł ten ma te same jednostki co moduł sprężystości. Pod ciśnieniem hydrostatycznym stabilne materiały zmniejszają swoją objętość, powodując ujemne rozszerzenie i dodatni moduł objętościowy. Idealny materiał o zerowym współczynniku Poissona mógłby rozciągać się w jednym kierunku bez bocznego skurczu. Z drugiej strony materiał o współczynniku Poissona wynoszącym 0,5 byłby doskonale nieściśliwy.