泊松比

泊松比

物理公式
泊松比是指材料在單向受拉或受壓時,橫向正應變與軸向正應變的絕對值的比值,也叫橫向變形系數,它是反映材料橫向變形的彈性常數。
  • 中文名:泊松比
  • 外文名:
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  • 表達式:
  • 提出者:
  • 适用領域:
  • 定義:橫向正應變軸向正應變比值的絕對值
  • 發現者:Siméon Denis Poisson

起源

由法國力學家泊松(SimeonDenisPoisson,1781-1840)提出。是反映材料橫向變形的彈性常數,常用μ表示。為一由試驗測定的無因次量。對各向同性材料,彈性模量E和泊松比是兩個基本材料常數,可确定材料的彈性性質。

泊松比是材料的一個力學參數,定義為橫向應變與縱向應變的比值,也叫橫向應變系數。泊松比的測試是在一維應力狀态下進行的。當材料受到一維應力的作用時,其縱向會産生應變,橫向也産生應變,這就是柏松效應。

泊松在1829年發表的《彈性體平衡和運動研究報告》一文中,用分子間相互作用的理論導出彈性體的運動方程,發現在彈性介質中可以傳播縱波和橫波,并且從理論上推演出各向同性彈性杆在受到縱向拉伸時,橫向收縮應變與縱向伸長應變之比是一常數,其值為四分之一。

橫向變形與泊松比

若在彈性範圍内加載,橫向應變εx與縱向應變εy之間存在下列關系:

εx=-νεy

式中ν為材料的一個彈性常數,稱為泊松比。

材料的泊松比

材料沿載荷方向産生伸長(或縮短)變形的同時,在垂直于載荷的方向會産生縮短(或伸長)變形。垂直方向上的應變εl與載荷方向上的應變ε之比的負值稱為材料的泊松比。以v表示泊松比,則v=-ε1/ε。在材料彈性變形階段内,v是一個常數。理論上,各向同性材料的三個彈性常數E、G、v中,隻有兩個是獨立的,因為它們之間存在如下關系:

G=E/[2(1+v)]。

材料的泊松比一般通過試驗方法測定。

軟木塞的泊松比約為0,鋼材泊松比約為0.25;水由于不可壓縮,泊松比為0.5。

彈性模量與泊松比

聲波是物質運動的一種形式,它是由物質的機械運動而産生,并通過質點間的相互作用将振動由近及遠地傳遞而傳播。聲波測井發射的聲波能量較小,作用時間短,岩石不會産生塑性變形,可以近似地看作彈性介質,在聲振動作用下能産生彈性形變,所以岩石既能傳播質點運動方向與傳播方向平行的縱波,又能傳播質點運動方向與傳播方向垂直的橫波。當聲波強度在1~5W/cm2(在幾個至十幾個大氣壓下)範圍内時,岩體的形變和應力呈線性關系,可以用虎克定律和波動方程來描述。

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