
变形模量呢,就是在侧面没有东西限制的情况下,3D 打印粘土试件的应力增加量和总应变增加量的比值。因为 3D 打印粘土试件大多时候是脆性破坏,为了让工程实践能安全进行,得把它的应力控制在抗压强度的三分之一到二分之一这个范围里,这样才能保证 3D 打印粘土试件在实际用的时候有足够的安全保障,所以在这个应力范围内的应变值对工程来说是很有用的。

因为挤出堆积式 3D 打印工艺以及 3D 打印粘土基材料自身的特点,3D 打印粘土试件就有非线性、弹塑性和各向异性这些特性,所以它的应力 - 应变关系曲线不是直的,这就使得二分之一极限应力对应的实际测出来的应变值比极限应力对应的应变值的一半要小很多,我们可以把抗压强度一半的应力值对应的应变值叫做 0.5。应力 - 应变关系曲线上峰值应力对应的应变值,我们叫它破坏应变,这个能反映 3D 打印粘土试件是怎么变形的,在工程里也很重要。破坏应变能看出 3D 打印粘土试件是更容易脆性破坏还是韧性破坏。破坏应变小的 3D 打印粘土试件,只要应变比破坏应变大一点,就可能坏掉。破坏应变越小,说明 3D 打印粘土试件越容易脆性破坏,反之就说明它塑性不错。破坏应变会随着时间推移慢慢变小,这是因为 3D 打印粘土试件里面的水泥石结构随着时间慢慢形成了,所以它的破坏特征就越来越像混凝土那样脆性破坏;水泥掺量增加的时候,破坏应变也跟着变小,3D 打印粘土试件就从韧性材料慢慢变成脆性的了,不过水泥土的抗压强度会变大。所以说,3D 打印粘土试件单轴抗压强度增加了,但是韧性却变差了。

从试验测出来的点和理论线对比能发现,实际测的数据和应力 - 应变模型很匹配,能达到计算要求的精度。这就说明建立的本构模型能很好地体现 3D 打印粘土试件的应力 - 应变关系。对于不同稻草纤维掺量的 3D 打印粘土试件,单轴抗压强度会随着稻草纤维含量变多而变大,在稻草纤维掺量是 3%的时候达到最大,然后单轴抗压强度又会随着稻草纤维含量继续增加而慢慢变小。