Идентификация кэп-модели упругопластичности некомпактных сред в условиях сжимающего среднего напряжения

Предложена программа базовых испытаний и методика идентификации трехмерной модели упругопластического поведения изотропной пористой либо порошкообразной консолидируемой среды, испытывающей произвольное квазистатическое нагружение в условиях сжимающего среднего напряжения при комнатной температуре. Рассматриваемая среда в условиях сжимающих средних напряжений уплотняется при повышении эффективного напряжения, что приводит к нелинейному изменению упругих модулей, упрочнению и дилатансии (связанности сдвиговых и объемных компонент деформаций) в области текучести. Для описания подобного поведения рассматривается кэп-модель Димаджио и Сэндлера, присутствующая в пакетах прикладных программ. В качестве базовых испытаний рассматриваются свободное и стесненное сжатие цилиндрического образца по специальной программе, содержащей этапы нагрузки и разгрузки при последовательном повышении амплитудного напряжения. Образцы с заданной пористостью для испытаний на свободное сжатие изготавливаются с помощью оснастки испытаний на стесненное сжатие. По начальному наклону кривых разгрузки определяются значения модулей упругости при свободном и стесненном сжатии в некотором диапазоне изменения пористости, по которым определяется коэффициент Пуассона. Пять констант кэп-модели корректно и явно определяются по кривой деформирования материала при стесненном сжатии в широком диапазоне изменения осевой деформации (и плотности), напряжению течения при свободном сжатии образца при некоторой плотности и предположению о равенстве коэффициента поперечной деформации в области текучести коэффициенту Пуассона. Упругие и пластические константы определены по данным испытаний порошкообразного парафина марки Т1 фракции 0.63 мм. Соответствующая модель применима для численного моделирования процессов экструзии и заполнения формы для литья по выплавляемым моделям, процессов изготовления заготовок неплавких полимерных композитов порошковой технологией, штамповки уплотнительных элементов из гибкого графита и других процессов обработки давлением некомпактных сред.