負泊松比：一些特殊材料的泊松比為負，在單向受拉時橫向發(fā)生膨脹，在單向受壓時橫向發(fā)生收縮，因此又叫做拉脹材料。

材料的泊松比與材料的彈性模量和切變模量密切相關(guān)。當(dāng)泊松比由正變負時，切變模量提高，抗剪能力顯著提高。尤其當(dāng)泊松比為 –1 時，切變模量遠遠超過彈性模量，此時，材料將變得極易可壓縮，但難以剪切，兩者關(guān)系如下圖所示。

彈性模量和切變模量的關(guān)系

當(dāng)汽車座椅受到?jīng)_擊時，材料的負泊松比效應(yīng)可以讓其向沖擊區(qū)域聚集變得更加致密，抵抗壓痕的能力得到提高。傳統(tǒng)材料則與之相反，軸向沖擊載荷會使材料向兩側(cè)分離，硬度明顯低于負泊松比材料。利用此特點可設(shè)計出既舒適又具有很好支撐性的彈性座椅，滿足出行安全需要。

IST 臺車碰撞模擬系統(tǒng)

在生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域，經(jīng)研究人員發(fā)現(xiàn)，一些拉脹材料具有優(yōu)良的機械強度和穩(wěn)定性，為組織再生提供穩(wěn)定空間，可用于制作心臟支架和生物瓣膜等器械。

Instron ElectroPuls 系列多工位支架疲勞測試

在航空航天領(lǐng)域，負泊松比材料可用來制作夾板的中間體增強材料，以此提高夾板的安全性能。

復(fù)合材料拉伸斷裂瞬間

此外，在國防領(lǐng)域中，負泊松比材料對力的傳輸和反射具有較強的干擾作用，因此可在受到強烈驟變的外力時有效分散或降低應(yīng)力，從而具有更好的保護效果。

根據(jù)材料的性質(zhì)、實驗條件及測量精度要求的不同，可采用多種手段測量材料的泊松比。以下是幾種常見且較為專業(yè)的力學(xué)相關(guān)測量方法。

1. 拉伸試驗法

拉伸試驗是測量泊松比較為經(jīng)典和廣泛應(yīng)用的方法，特別適用于金屬材料、聚合物及其他具有較好延展性的材料。該方法通過對試樣施加軸向拉力，并同步測量軸向應(yīng)變和橫向應(yīng)變，進而計算泊松比。

Instron 雙軸引伸計及橋盒

2. 壓縮試驗法

壓縮試驗與拉伸試驗類似，但往往適用于那些難以進行拉伸的脆性材料或壓縮性能優(yōu)異的材料（如陶瓷、復(fù)合材料等）。該方法通過施加軸向壓力并測量橫向膨脹來計算泊松比。

3. 數(shù)字圖像相關(guān)法

DIC 是一種基于光學(xué)測量的現(xiàn)代實驗力學(xué)方法，廣泛應(yīng)用于材料在大變形和復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的應(yīng)變測量，尤其適用于形狀復(fù)雜或傳統(tǒng)應(yīng)變片難以粘貼的材料。

采用視頻引伸計進行 DIC 測量

負泊松比結(jié)構(gòu)壓縮測試