體積模量英文解釋翻譯、體積模量的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【化】 bulk modulus
分詞翻譯:
體積的英語翻譯:
bulk; cubage; solidity; volume
【化】 volume
【醫】 volume
【經】 cubic measure; volume
模量的英語翻譯:
【化】 modulus
專業解析
體積模量(Bulk Modulus),是材料力學中描述材料抵抗均勻壓縮能力的重要物理量,屬于彈性模量的一種。其漢英定義及核心概念如下:
1. 漢英定義與核心概念
- 中文定義: 體積模量是指材料在受到均勻靜水壓力作用時,其體積變化率(體積的相對縮小)與所加壓強增量(壓力變化量)之比。它反映了材料抵抗體積壓縮變形的能力。體積模量越大,材料越難被壓縮。
- 英文定義: The Bulk Modulus ((K)) is defined as the ratio of theinfinitesimal pressure increase to the resultingrelative decrease in volume of a material under uniform compression (hydrostatic pressure). Mathematically, it is expressed as:
$$ K = -V frac{dP}{dV} $$
其中:
- (K) = 體積模量 (Bulk Modulus)
- (V) = 初始體積 (Original Volume)
- (dP) = 壓強的微小增量 (Infinitesimal increase in pressure)
- (dV) = 體積的微小變化量 (Infinitesimal change in volume)
- 負號 (-) 表示壓強增加導緻體積減小。
2. 物理意義與應用
- 不可壓縮性的度量: 體積模量是衡量材料不可壓縮性的關鍵指标。例如,水的體積模量約為 2.2 GPa,意味着需要極大的壓力才能使其體積發生微小變化;而空氣的體積模量極低,非常容易被壓縮。
- 彈性變形範圍: 與楊氏模量(Young's Modulus,描述拉伸/壓縮)和剪切模量(Shear Modulus,描述形狀變化)一樣,體積模量通常隻在材料的線彈性變形階段内為常數。
- 與其他模量的關系: 對于各向同性材料,體積模量 ((K))、楊氏模量 ((E))、泊松比 ((
u)) 和剪切模量 ((G)) 之間存在理論關系:
$$ K = frac{E}{3(1 - 2
u)} $$
該公式表明,當泊松比接近 0.5 時(如橡膠),體積模量趨向于無窮大,意味着材料幾乎不可壓縮。
- 應用領域: 體積模量在流體力學(研究液體和氣體的壓縮性)、地球物理學(研究地球内部物質性質)、聲學(聲波在介質中的傳播速度與體積模量相關)、材料科學(評估材料在高壓下的行為)以及機械工程(如液壓系統設計)等領域至關重要。
3. 參考來源 (基于權威定義與解釋)
網絡擴展解釋
體積模量是材料力學中的一個重要彈性參數,用于描述材料在靜水壓力作用下的抗壓縮能力。以下為詳細解釋:
1.定義
體積模量(Bulk Modulus)表示材料在均勻壓力下産生單位相對體積形變所需的壓強。其物理意義為材料抵抗體積壓縮的剛度,數值越大說明材料越難被壓縮。
2.數學表達式
體積模量公式為:
$$
K = -V frac{partial P}{partial V}
$$
其中:
- ( K ) 為體積模量(單位:帕斯卡,Pa)
- ( P ) 為壓強變化量
- ( V ) 為材料初始體積
- 負號表示體積變化方向與壓強方向相反。
對于各向同性材料,其與楊氏模量(( E ))和泊松比(( v ))的關系為:
$$
K = frac{E}{3(1-2v)}
$$
此公式表明材料彈性參數間的内在關聯。
3.物理意義
- 體積模量反映材料在靜水壓力下的體積應變響應,適用于液體、氣體及固體。
- 其倒數為壓縮率,表示材料的可壓縮性。
4.與其他模量的區别
- 剪切模量(( G )):描述材料抵抗剪切形變的能力。
- 楊氏模量(( E )):描述單向拉伸或壓縮的線彈性響應。
三者共同構成材料彈性行為的完整描述。
5.應用與特性
- 常用于工程材料(如金屬、岩石)和流體力學中,評估材料在高壓環境下的穩定性。
- 體積模量始終為正值,且對于理想不可壓縮材料(如水近似視為不可壓縮時),( K )趨近于無窮大。
通過上述分析可知,體積模量是衡量材料宏觀彈性行為的關鍵指标,與材料的微觀結構及受力條件密切相關。
分類
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