דלג לתוכן
In English
The ratio of a uniform pressure applied from all directions to the resulting relative change in volume (K = −Δp / (ΔV/V)), describing how strongly a material resists compression; measured in GPa.
הסבר
במוצקים איזוטרופיים K = E / (3·(1−2ν)). לפלדה K הוא כ-160 GPa, ולאלומיניום כ-70–76 GPa. לשמן הידראולי מינרלי הוא כ-1.4–1.8 GPa, כלומר השמן מתכווץ בכ-0.6% בנפחו בכל 100 בר. גומי כמעט אינו דחיס בנפחו (K של כ-2 GPa), אף שקל מאוד לעוות את צורתו, ולכן אטם שאין לו חלל להתפשט אליו לא יידחס.
מה זה אומר בפועל
בצילינדר הידראולי עם עמוד שמן של 1 מ' בלחץ 200 בר, השמן מתכווץ בכ-1.2%, כלומר הבוכנה "שוקעת" כ-12 מ"מ לפני שהעומס מתחיל לזוז, ובפועל יותר בגלל התרחבות הצנרת והצינורות הגמישים. התופעה הזו קובעת את הקשיחות של ציר הידראולי, את תדירות התהודה שלו ואת זמן בניית הלחץ במכבש. באטמים מגומי, החומר כמעט אינו משנה נפח, ולכן אטם שממלא את החריץ לגמרי ללא מקום להתעוות יוצר לחצים גבוהים מאוד ועלול לפרוץ החוצה.
למה זה חשוב
- קובע את הקשיחות ואת זמן התגובה של מערכות הידראוליות ושל צירים סרוו-הידראוליים.
- נדרש לחישוב נפח השמן שיש להוסיף לבניית לחץ ולחישוב מצברים.
- מסביר מדוע גומי ופוליאוריתן מתנהגים כמעט כנוזל בלתי דחיס בתכנון אטמים ובולמים.
- קשור למודול יאנג ולמקדם פואסון, ומשלים אותם בניתוח FEM של חומרים כמעט בלתי דחיסים.
בעיות נפוצות ופתרונות
- אוויר בשמן מוריד מאוד את המודול האפקטיבי → אוורור המערכת, מיכל עם זמן שהייה מספיק וקווי יניקה ללא דליפות.
- צינורות גמישים ארוכים מוסיפים גמישות → צנרת קשיחה וקצרה ככל האפשר בין השסתום לצילינדר.
- חריץ אטם מלא מדי → מילוי חריץ של כ-75%–90% והשארת נפח לתפיחה ולהתפשטות בחום.
- בניתוח FEM של גומי עם ν = 0.5 מתקבלות שגיאות חישוב → להשתמש בנוסחת חומר היפר-אלסטי ובאלמנטים המתאימים לחומר כמעט בלתי דחיס.
איפה משתמשים
- מערכות הידראוליות ומכבשים
- צירים סרוו-הידראוליים
- תכנון חריצי אטמים וטבעות O
- בולמים ותומכים מגומי
- ניתוח FEM של אלסטומרים
- מצברים ומערכות בלחץ גבוה
