具有压力不敏感基体的多孔固体新解析判据

在本文中，我们探讨基体塑性变形两个不变量的相对加权如何影响多孔金属材料的力学响应这一问题。为此，我们首先提出一个新的各向同性势，用于描述依赖于应变率偏量两个不变量的基体塑性行为。两个不变量的相对权重由材料参数 $b$ 描述。根据该参数 $b$ 的符号，基体的新塑性势要么在 von Mises 应变率势内部（$b<0$），与之重合（$b=0$），要么在其外部。接下来，利用严格的升尺度方法，获得了基体由新应变率势控制的多孔固体的解析判据。分析针对拉伸和压缩轴对称加载场景以及球形空隙几何进行。在分别估计局部和总体塑性耗散时未考虑简化近似。结果表明，$b$ 的值对力学响应的所有方面都有剧烈影响。存在一个值 $b = b^*<0$ 使得 J3 对多孔固体的力学响应几乎无影响。若基体由 $b > b^*$ 表征，则对于拉伸加载和 J3>0 的多孔材料响应比 J3<0 的加载更软。对于 $b < b^*$ 情况则相反。值得注意的结果是，无论参数 $b$ 取何值，多孔固体的响应都比多孔 Tresca 材料更硬。然而，取决于 $b$ 的值，空隙生长或坍塌的速率可能比多孔 Mises 材料更快或更慢。