
【机】 volume modulus
bulk; cubage; solidity; volume
【化】 volume
【医】 volume
【经】 cubic measure; volume
ball; bomb; flip; pellet; play; shoot; spring
【医】 bomb; bullet
modulus
【机】 module
体积弹性模数(Bulk Modulus)是材料力学中描述材料在均匀压力作用下体积变化能力的物理量,其定义为材料在静水压力下体积相对变化的负比值,数学表达式为: $$ K = -frac{V Delta P}{Delta V} $$ 其中,$K$为体积弹性模数,$V$为材料原始体积,$Delta P$为压力变化量,$Delta V$为体积变化量。
该参数反映了材料的不可压缩性,数值越大表示材料越难被压缩。例如,水的体积弹性模数约为2.2 GPa,而钢则高达160 GPa。在工程领域,该参数广泛应用于液压系统设计、地质结构分析和声波传播研究中。
权威参考文献:
体积弹性模数是描述材料在压力作用下体积变化能力的物理量,属于弹性模量的一种,主要用于衡量流体或固体抵抗压缩变形的能力。以下是详细解释:
体积弹性模数(Bulk Modulus)定义为材料在均匀压力作用下产生的体积应变(体积相对变化)与体积应力(施加的压强)的比值。其物理意义是材料在弹性变形阶段抵抗体积压缩的能力,数值越大表示材料越难被压缩。
体积弹性模数的基本公式为: $$ K = -V_0 frac{Delta P}{Delta V} $$ 或简化为: $$ K = frac{P}{-Delta V / V_0} $$ 其中:
公式中的负号表示压力增加时体积减小,确保模量为正值。
体积弹性模量与杨氏模量(拉伸)、剪切模量(剪切变形)共同构成材料的三大弹性模量。三者可通过公式相互转换,例如对于各向同性材料,满足关系: $$ E = 3K(1 - 2 u) $$ 其中 ( E ) 为杨氏模量,( u ) 为泊松比。
体积弹性模数是衡量材料抗压缩能力的关键参数,其计算涉及压力与体积变化的比值,实际应用中需区分切线模量和平均模量。更多公式推导和实验测量方法可参考流体力学或材料力学相关文献。
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