¿Por qué se usa la relación de Poisson?

Pidió responder.

Por definición, bajo una carga, la relación de Poisson [matemática] \ nu [/ matemática] dicta la cantidad de tensión en una dirección particular. Por lo tanto, en elasticidad lineal, la deformación correspondiente bajo múltiples cargas es la superposición de esas deformaciones individuales, cuyas expresiones incorporarán la relación de Poisson.

Entonces, ¿por qué es útil? En mi propio trabajo me he encontrado con dos áreas donde se necesita la relación de Poisson. El primero es la mecánica de fractura. El valor del factor de intensidad de tensión depende de si el material se prueba en tensión plana o tensión plana, y las ecuaciones que describen la tensión plana y la tensión plana difieren en un factor de [matemática] (1- \ nu ^ 2) [/ matemática]. La razón por la cual este factor contiene la relación de Poisson es que a medida que la muestra de prueba se vuelve más gruesa, el material adicional que rodea una grieta limita la deformación en ciertas direcciones; La relación de Poisson juega directamente con esto al describir la relación de restricción entre una deformación transversal finita y la deformación axial de origen.

La otra instancia se refiere al análisis de tensiones de las placas. Las ecuaciones de deflexión para placas a menudo contienen un término para su rigidez a la flexión D :

[matemáticas] \ displaystyle D = \ frac {Et ^ 3} {12 (1- \ nu ^ 2)} [/ matemáticas]

donde t es grosor y E módulo elástico. Como antes, este término contiene [math] \ nu [/ math] y, por lo tanto, representa una restricción en la placa que impide la expansión sin obstáculos bajo carga. De hecho, si esa restricción no estuviera presente, la rigidez sería [matemática] \ frac {Et ^ 3} {12} [/ matemática]. Una consecuencia de esto es que una placa es más rígida que un haz estrecho por un factor [matemático] 1 / (1- \ nu ^ 2) [/ matemático], que para valores típicos de la relación de Poisson llega a aproximadamente un 10 u 11% diferencia.

Hay muchos otros aspectos donde se aplica la relación de Poisson. Los anteriores son solo ejemplos que me han pertenecido en mi trabajo diario.

Publicado: 03 de agosto de 2016

Fascinación de los científicos de materiales con la relación de Poisson negativa

( Nanowerk Spotlight ) La relación de Poisson describe la elasticidad fundamental de cualquier sólido. Los materiales convencionales se contraen lateralmente cuando se estiran y la relación de Poisson expresa la relación entre la tensión de contracción transversal y la tensión de extensión longitudinal en la dirección de la fuerza de estiramiento. Esto significa que cuando un material se amplía en una dimensión, se contrae en las otras dos dimensiones, y viceversa. Prácticamente todos los materiales comunes (piense en una banda de goma) se vuelven más angostos en la sección transversal cuando se estiran; Tienen una relación de Poisson positiva .

La relación de Poisson ha sido un principio básico de la ingeniería durante más de 200 años, ya que permite a los ingenieros identificar cuánto se puede comprimir y estirar un material y cuánta presión resistirá, antes de colapsar.

En contraste, los materiales con una relación de Poisson negativa se expanden lateralmente (engordan) cuando se estiran (lea más: “Los componentes básicos del futuro desafían la lógica”).

Tome los tapones de botellas de vino, por ejemplo: los corchos tienen una relación de Poisson cercana a cero pero positiva, lo que los hace difíciles de insertar pero fáciles de quitar. Lo contrario sería cierto si el corcho tuviera una relación de Poisson negativa.

a, b) Ilustraciones esquemáticas de relaciones de Poisson positivas (a) y negativas (b) en materiales a granel (arriba) o películas delgadas (abajo). La línea discontinua representa la geometría original de los materiales. (Reimpreso con permiso de Wiley-VCH Verlag)

Los materiales con una relación de Poisson negativa son relativamente raros y recientemente se ha vuelto popular al referirse a ellos como metamateriales , un grupo de materiales que alcanzan propiedades interesantes o extremas a través de la estructura en lugar de la composición .

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La relación de Poisson es la relación con signo de tensión transversal a axial.

Eso significa que se muestra cuánto se abulta cuando se comprime.

Está “firmado” porque el signo indica si algo se encoge o crece de diámetro cuando se comprime.

La mecánica de fractura de rocas, el uso de corcho en tapones de botellas de vino y el acortamiento de tuberías bajo presión se relacionan con la relación de Poisson