流動点および流動限界

流動点は流動限界上の単一点です。これは、せん断試験において、バルク材料がちょうど破壊し、流動を開始する具体的な応力状態（σ、τ）を表します。さまざまな予備圧縮に対する一連の流動点から、材料の流動曲線、すなわち流動限界が得られます。多くの用途では、流動限界はクーロン直線によって近似的に表現されます。

τ=c + σ · tan(φ_i)

• τ：せん断応力
• σ: 応力
• c：バルク材料の凝集性
• φ_i：内部摩擦角

自由流動性で凝集性のないバルク材料の場合、c = 0 と設定することがよくあります。その場合、この関係は次のように単純化されます。

τ  =  σ · tan(φ_i)

• 流動機能と流動係数 ff

せん断試験から、流動限界と流動関数が導出されます。これは、固結応力 σ₁ に対するバルク強度 σ_c の依存性を表しています。そこから、無次元流動係数 f_(fc) が算出されます。

ffc = σ_1 / σ_c

• ffc：流動性指数
• σ_1：固化応力
• σ_c：ばら積み強さ（流動点における圧縮強度）

典型的な質的分類：

• ffc < 1: 流暢ではない
• 1 < ffc < 2: 非常に凝集性が高い
• 2 < ffc < 4: 凝集性
• 4 < ff_c < 10: 流暢
• ffc ≥ 10：自由流動。

この指標は、例えば、粉末のサイロ貯蔵能力の分類に使用されます。

実効摩擦角 φ_e

流動地点から、σ–τ 図でせん断直線の傾きを特徴づける有効内部摩擦角 φ_e を決定することができます。簡単な関係式は次のとおりです。

tan(φ_e) = τ / σ

• τ：流動点におけるせん断応力
• σ：流動点における正常応力

実効内部摩擦角 φ_e は、サイロホッパーおよび排出装置の設計において重要な要素です。