通过机械致密化变得具有内聚性的颗粒材料的弹塑性框架——第二部分:大应变下弹塑性耦合的公式
数学物理
2015-05-20 v1 math.MP
摘要
陶瓷粉末压实过程中出现的两个关键现象是内聚性的逐渐增强和弹性刚度的增加,两者都与塑性变形的发展有关。后一种效应是“弹塑性耦合”的一个例子,其中塑性流动影响材料的弹性性质,并且迄今为止仅在小应变假设的框架内被考虑(主要用于描述岩石类材料的弹性退化),因此在大应变下仍完全未被探索。因此,本文给出了弹塑性耦合理论的一种新的有限应变推广,以描述材料从颗粒状态演变为致密状态的力学行为。对弹塑性耦合以及从松散状态演变为致密状态的材料的具体特性(例如,在颗粒状态或致密状态下,变形的弹性部分对成型压力的非线性或线性依赖性)的正确考虑,使得使用现有的大应变公式变得困难,甚至不可能。因此,首先,我们采用了一个非常通用的设定,允许在功共轭应力和应变度量之间进行一般变换;其次,我们引入了变形梯度的乘法分解;第三,利用弹性响应的各向同性和超弹性,我们得到了 Biot 应力与其“总”和“塑性”功共轭应变度量之间的关系。这是一个关键结果,因为它允许立即得到率形式的弹塑性本构方程。知道了这些方程的一般形式,最后,所有控制陶瓷粉末行为的特定定律都被引入,作为本文第一部分中给出的小应变对应物的推广。
引用
@article{arxiv.1010.1830,
title = {An elastoplastic framework for granular materials becoming cohesive through mechanical densification. Part II - the formulation of elastoplastic coupling at large strain},
author = {Andrea Piccolroaz and Davide Bigoni and Alessandro Gajo},
journal= {arXiv preprint arXiv:1010.1830},
year = {2015}
}
备注
18 pages, 1 figure