Ciśnienie hydrostatyczne

Obiekt zanurzony w wodzie morskiej doświadcza ciśnienia wody równomiernie rozłożonego na powierzchni obiektu. Ponieważ ciśnienie działa prostopadle do powierzchni, w obiekcie występują tylko naprężenia normalne, a brak jest naprężeń ścinających. W wyniku tego nie zachodzą zmiany kształtu obiektu (czyli nie występuje odkształcenie); jedynie objętość całego obiektu ulega zmniejszeniu.

Czym jest ciśnienie hydrostatyczne i jak wpływa na materiał?

Właściwość tą można odnieść również do naprężeń powstających wewnątrz ciała pod wpływem zewnętrznego obciążenia. Naprężenie całkowite można podzielić na dwa główne składniki, które mają odmienne znaczenie dla zachowania materiału:

• ciśnienie hydrostatyczne – odpowiada za zmianę objętości,
• naprężenie odkształcające – odpowiada za zmianę kształtu.

Ciśnienie hydrostatyczne a odkształcenia

W przypadku reprezentacji trójwymiarowego stanu naprężeń, ciśnienie hydrostatyczne definiuje się jako średnią wartość uzyskaną przez podzielenie sumy trzech naprężeń osiowych przez trzy. Ciśnienie hydrostatyczne nie wpływa na odkształcenia plastyczne, ponieważ powoduje tylko zmiany objętości obiektu, a nie zmiany jego kształtu. Trwałe odkształcenia, takie jak odkształcenia plastyczne, wynikają z naprężeń odkształcających, a nie z ciśnienia hydrostatycznego. Zależność między zmianą objętości spowodowaną ciśnieniem hydrostatycznym a reakcją materiału opisuje moduł objętościowy. Wraz ze wzrostem modułu objętościowego materiał staje się bardziej odporny na ciśnienie hydrostatyczne, co skutkuje mniejszymi zmianami objętości.

Zapraszamy do zapoznania się ze stroną: Obliczenia MES.