A maioria dos alunos tem medo do conceito de Coeficiente de Poisson... Mas você não precisa ter medo.
Definição
O Coeficiente de Poisson descreve a expansão ou contração de um material em direções perpendiculares à direção da força aplicada.
Explicando o conceito
Agora vamos tirar um minuto para desenhar o que isso realmente significa:
No exemplo acima, uma força é aplicada para comprimir um material. Consequentemente, o material se expande na direção perpendicular da força aplicada.
Em outras palavras, o comprimento é reduzido e a largura aumentada.
Se a força fosse aplicada na direção oposta, o material ficaria mais fino, como em uma "borracha elástica de treino".
Por que é importante?
Trabalhei muitos anos em uma empresa de colocação de tubos e em uma fábrica de tubos. Posso dizer que é preciso considerar o efeito de Poisson quando você empilha muitos tubos juntos.
É especialmente importante em ambientes de alta pressão e temperatura.
Imagine o efeito combinado de centenas de tubos ficando mais curtos por causa da alta pressão dentro deles?
Portanto, o projeto da tubulação leva essa proporção muito a sério.
A fórmula para Coeficiente de Poisson (Equação)
Portanto, é uma proporção, mas de quê?
Se um material for esticado ou comprimido em apenas uma direção:
Símbolos
- 𝑣 é o Coeficiente de Poisson símbolo.
- ɛtrans é deformação transversal.
- ɛaxial é a deformação axial.
Traduzindo a matemática para o nosso idioma:
O valor de Coeficiente de Poisson é o negativo da razão entre a deformação transversal e a deformação axial.
Também pode ser calculado em muitas outras direções (x, y, z):
Como você pode ver, o Coeficiente de Poisson é uma razão entre a deformação transversal e a deformação axial. E não importa qual eixo.
Coeficiente de Poisson, Módulo de elasticidade, módulo de cisalhamento e módulo de bulk
Essas propriedades ( Coeficiente de Poisson, Módulo de elasticidade, módulo de cisalhamento e módulo de massa) são correlacionados da seguinte maneira:
- 𝑣 é o Coeficiente de Poisson símbolo.
- E é o módulo de elasticidade.
- G é o módulo de cisalhamento.
- K é o módulo de bulk.
Valores tipicos
o Coeficiente de Poisson normalmente fica entre -1,0 e +0,5 para materiais isotrópicos estáveis. Então você provavelmente deve estar pensando:
Uau ... pode Coeficiente de Poisson ser negativo?
Os materiais comuns terão resultados positivos Coeficiente de Poisson e se comportar como esperamos. Mas alguns terão números negativos. Os favos de mel, por exemplo, podem ter valores de razão negativos:
Às vezes são chamados de anti-borracha.
Materiais incompressíveis, como borracha, têm uma proporção próxima de 0,5.
Exemplo prático
Adicione legendas se precisar:
Citação
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