Lugar de flujo y límite de fluidez
El punto de fluidez es un punto único en el límite de fluidez. Describe el estado de tensión concreto (σ, τ) en el que el material a granel falla en el ensayo de cizallamiento y comienza a fluir. Una serie de puntos de fluidez para diferentes precompactaciones da como resultado la curva de fluidez o el límite de fluidez del material. Para muchas aplicaciones, el límite de fluidez se describe aproximadamente con una recta de Coulomb.
τ=c + σ · tan(φ_i)
- τ: tensión de cizallamiento
- σ: Tensión normal
- c: Cohesión del material a granel
- φ_i: ángulo de fricción interno
Para materiales a granel fluidos y no cohesivos, a menudo se establece c = 0. Entonces, la relación se simplifica a:
τ = σ · tan(φ_i)
- Función de flujo y factor de flujo ff
A partir de los ensayos de cizallamiento se deducen tanto el límite de fluencia como la función de fluencia. Esta describe la dependencia de la resistencia del material a granel σ_c con respecto a la tensión de consolidación σ₁. A partir de ahí se forma un factor de fluencia adimensional f_(fc).
ffc = σ_1 / σ_c
- ffc: Índice de fluidez
- σ_1: tensión de consolidación
- σ_c: resistencia del material a granel (resistencia a la compresión en el punto de fluencia)
Clasificación cualitativa típica:
- ffc < 1: no fluido
- 1 < ffc < 2: muy cohesivo
- 2 < ffc < 4: cohesivo
- 4 < ff_c < 10: buen flujo
- ffc ≥ 10: fluido libre.
Este indicador se utiliza, por ejemplo, para clasificar la capacidad de almacenamiento en silos de un polvo.
Ángulo de fricción efectivo φ_e
A partir de los puntos de fluidez se puede determinar el ángulo de fricción interna efectivo φ_e, que caracteriza la pendiente de la recta de cizallamiento en el diagrama σ–τ. Una relación sencilla es:
tan(φ_e) = τ / σ
- τ: tensión de cizallamiento en el punto de fluencia
- σ: tensión normal en el punto de fluencia
El ángulo de fricción interno efectivo φ_e es una magnitud importante para el diseño de tolvas de silos y dispositivos de descarga.