バルクモジュラスとは何ですか？

材料は一般に、表面に外部圧力をかけると圧縮できます。特定の圧力下での材料の体積の減少は、材料ごとに大きく異なります。ガスは一般に圧力下で最も簡単に圧縮されますが、固体は比較的少なく、非常に困難になります。バルク弾性率は、材料の圧縮に対する抵抗の程度を示す材料特性です。また、弾力性のバルク弾性率、圧縮の弾性率など、他の多くの用語によっても言及される場合があります。

それを考える1つの方法は、圧縮性の相互的なものです。材料の高いバルク弾性率は、圧縮に対する抵抗が比較的高いことを示しています。つまり、圧縮するのは困難です。値が低いと、圧縮に対する抵抗が比較的少ないことを示しています。つまり、材料は比較的簡単に圧縮されています。たとえば、鋼のバルクモジュラスは、空気よりも数桁大きいです。空気圧縮機で比較的簡単に圧縮できます。

材料のバルク弾性率の値は、その材料の温度やその中に混合される空気量などの因子によって異なります。材料が熱くなると、その量は一般に膨張し、その結果、圧縮が容易なよりオープンな物理的構造が生じます。材料に閉じ込められた空気は、材料の物理的構造にも影響を与え、それによってバルク弾性率に影響します。

水や油圧液などの一部の液体は、時には非圧縮性液と呼ばれることがあります。これは厳密に正確ではありませんが、圧縮性が比較的低いため、一部のエンジニアリング計算ではバルク弾性率は無視できます。ただし、特定の状況では、一部の高圧状況など、適切なシステム設計と機能を確保するために考慮する必要があります。

たとえば、

、システム設計では、油圧液のバルクモジュラスが考慮されていない場合、非常に高い圧力下での油圧機器の性能を低下させる可能性があります。これは、機器が実行する作業に直接進むのではなく、油圧液を圧縮するのに何らかのエネルギーが消費されるためです。システム内の液体は、機器と負荷が作用する前にさらに圧縮に抵抗するまで圧縮する必要があります。主要なタスクからのエネルギーの迂回は、機器の位置、意図した機能、応答時間などに利用できる電力に影響を与える可能性があります。

バルク弾性率は、通常、圧縮が非常に困難であるため、固体に関してはそれほど目的の特性ではありませんが、状況によっては関連しています。材料が固体を通過する速度は、材料のバルク弾性率に一部依存します。固体に保存できるエネルギーの量もこのプロパティに関連しているため、関連する地震と地震波の研究。

数学的関数として、この材料特性は、体積単位あたりの物質の体積の変化に対する印加圧力の比として表されます。これにより、ボリュームの単位がキャンセルされたため、圧力を表現するために使用される同じユニットで表される値が得られます。グラフィカルな形では、材料に適用される圧力をプロットすることによって形成される曲線の勾配と、それらの圧力での材料の対応する特定のボリューム。