Место течения и предел текучести

Точка текучести — это отдельная точка на линии текучести. Она описывает конкретное состояние напряжения (σ, τ), при котором сыпучий материал в испытании на сдвиг теряет прочность и начинает течь. Ряд точек текучести для различных степеней предварительного уплотнения дает кривую текучести или линию текучести материала. Для многих применений линия текучести приблизительно описывается прямой Кулона.

τ=c + σ · tan(φ_i)

• τ: сдвиговое напряжение
• σ: Нормальное напряжение
• c: Сцепление сыпучего материала
• φ_i: внутренний угол трения

Для свободно сыпучих, некогезивных сыпучих материалов часто устанавливается c = 0. Тогда соотношение упрощается до:

τ  =  σ · tan(φ_i)

• Функция потока и коэффициент потока ff

На основе испытаний на сдвиг определяются как предел текучести, так и функция текучести. Она описывает зависимость прочности сыпучего материала σ_c от напряжения уплотнения σ₁. На основе этого формируется безразмерный коэффициент текучести f_(fc).

ffc = σ_1 / σ_c

• ffc: показатель текучести
• σ_1: напряжение уплотнения
• σ_c: прочность сыпучего материала (прочность на сжатие в месте течения)

Типичная качественная классификация:

• ffc < 1: не свободно
• 1 < ffc < 2: очень когезивный
• 2 < ffc < 4: когезивный
• 4 < ff_c < 10: хорошо текучий
• ffc ≥ 10: свободно текучий.

Этот показатель используется, например, для классификации способности порошка к хранению в силосах.

Эффективный угол трения φ_e

Из точек течения можно определить эффективный внутренний угол трения φ_e, который характеризует наклон прямой сдвига на диаграмме σ–τ. Простая зависимость:

tan(φ_e) = τ / σ

• τ: сдвиговое напряжение в месте течения
• σ: нормальное напряжение в месте течения

Эффективный внутренний угол трения φ_e является важным параметром для проектирования бункеров и разгрузочных устройств.