粉末屈服軌跡分析

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屈服軌跡分析旨在確定樣品材料的內摩擦角和內聚力,然后計算其在壓縮載荷下的整體強度。這是通過在預設的預剪切載荷下固結后測量樣品在各種載荷下的破壞強度來實現的。繪制不同載荷下材料的破壞強度,可以得出預剪切載荷下樣品的屈服軌跡。

該測試由屈服軌跡上每個點的三個部分組成:固結、穩態和破壞分析。根據所使用的樣品池類型,可以在同一個樣品上生成故障點,也可以為每個故障點使用新的樣品。由于每個點所需的時間以及樣品的磨損,通常使用3到5個點來生成屈服軌跡。如果使用時間合并,則在穩態步驟之后會出現延遲時間。

Sample Consolidation

Normal Load versus Time

在穩態步驟中,向樣品施加剪切應力,直到測量的剪切力和樣品體積變得穩定。對于線性電池,通過相對于上環以固定速率移動電池的下環來施加剪切應力。對于旋轉電池,蓋子以固定速率旋轉。穩態點是剪切力變得穩定的點。在穩態點,樣品相對于施加的壓縮載荷達到了可重復的穩定密度。

Steady State

Shear Force versus Time

在分析步驟中,通過反轉剪切應力機制將剪切應力減小到零。然后將正常載荷降低到稱為剪切載荷的預定水平,并再次施加剪切應力。剪切力隨著樣品抵抗剪切而上升,直到達到最大剪切力。此時,樣品失效,剪切力迅速下降。生成屈服點由最大剪切力和剪切載荷組成。

Static Failure Analysis

Shear Force versus Time

通過重復上述序列3至5次,生成了一系列產量點,可以從中繪制產量軌跡。選擇屈服點,使其位于屈服軌跡的線性部分。

Static Failure Points

Shear Force versus Time

進行最小二乘回歸以計算產量軌跡的線性函數。計算線的斜率是內摩擦角。線的截距就是凝聚力。從粘聚力、內摩擦角和穩態點出發,利用莫爾-庫侖方程計算了無側限屈服強度和主固結應力

Static Yield Locus

Shear Force versus Normal Load

由于屈服點是通過測量同一樣品的幾個穩態而產生的,因此用于強度計算的穩態點是所有穩態點的平均值。此外,為了考慮破壞分析過程中穩態對測量剪切力的影響,可以根據其穩態是高于還是低于平均值來調整測量剪切力。這被稱為按比例分配,可以校正每個屈服點測量的樣品密度變化。
壓縮性是使用樣品的初始密度和固結步驟后的密度計算的。
靜態屈服分析產生靜態或不移動樣品的強度。這將是樣品靜止時筒倉或斜槽中的情況。因此,為了使樣品流動,移動樣品的力必須大于靜態屈服強度


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