2.26. ИЗМЕНЕНИЕ ОБЪЕМА ПРИ ТРЕХОСНОМ РАСТЯЖЕНИИ
Выделим из нагруженного бруса кубик так, чтобы по граням его действовали только нормальные напряжения (рис. 2.41).
Для упрощения дальнейших вычислений предположим, что длины ребер кубика равны единице. В этом случае силы, действующие по граням кубика, будут численно равны напряжениям на этих гранях, а деформации
— абсолютным удлинениям его ребер.
В результате деформации объем кубика изменится. Приращение объема равно разности:
Рис. 2.41
Удлинения
пределах упругих деформаций настолько малы, что их произведениями и квадратами можно пренебречь. Следовательно,
т. е. удельное изменение объема равно сумме относительных линейных деформаций по трем взаимно перпендикулярным направлениям.
Переходя по закону Гука (2.33) от деформаций к напряжениям, получаем
Величина
называется коэффициентом объемного расширения.
Формула (2.35) позволяет установить верхнюю границу коэффициента Пуассона для изотропного тела. Так как при трехосном растяжении приращение объема 0 не может быть отрицательным, то согласно формуле (2.35) должно выполняться условие
Следовательно,
т. е. коэффициент Пуассона для изотропных материалов, подчиняющихся закону Гука, не может быть более 0,5.