The GREAC cell used to establish constitutive models for powder type materials

Abstract

In this report a theoretical and experimental study of a glass powder (diameter of 40-80 μm) is made to establish a constitutive material model by using the GREAC (Gauged REActive Confinement) cell. The GREAC cell is simply a hollow cylinder were the test material is inserted and compressed axially. We show how an algorithm can be used to establish constitutive material models from the output data from the experiment. The algorithm use measurements of the axial force, the axial displacement of the glass powder and the axial and hoop strain measured at the outer surface of the GREAC cell. By comparing the assumptions in the model with well known materials we test the quality of the model. A check of the quality/accuracy of the measurements have also been done. A finite element analysis has been performed by using SolidWorks with COSMOSWorks.

Vi gjennomfører en teoretisk og eksperimentell studie for å etablere en konstitutiv modell for glasspulver (diameter på ca. 40-80 μm). Den såkalte GREAC (Gauged REActive Confinement) cellen brukes i den teoretiske analysen. GREAC cellen er i prinsippet en hul stålsylinder hvor testmaterialet settes og sammenpresses aksialt med et stempel. Vi viser hvordan man ved hjelp av en algoritme kan etablere en materialmodell fra måledata. Algoritmen bruker de målte kreftene i topp og bunn av testmaterialet, aksiell sammenpressing av testmaterialet og den tangentielle og langsgående tøyningen på utsiden av stålsylinderen. Ved å sammenligne våre antagelser i materialmodellen med målinger på velkjente materialer har vi fått en kvalitetssjekk av materialmodellen (kapittel 5). I tillegg har vi sjekket kvaliteten/nøyaktigheten på målingene (kapittel 6 og 7). En analyse av GREAC oppsettet med endelige elementers metode ble gjort i SolidWorks (CAD) med analyseverktøyet COSMOSWorks.