3.2. ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ МЕЖЗЕРЕННОГО РАЗРУШЕНИЯ
Будем рассматривать межзеренное разрушение материала, происходящее путем накопления кавитационных повреждений. На основе имеющихся экспериментальных данных [199, 240, 256, 304—306, 334, 341, 392, 394] следует принять, что развитие указанных повреждений определяется непрерывным зарождением и ростом пор по границам зерен в процессе деформирования материала. Образование макроразрушения (разрушения в масштабе, большем либо порядка размера зерна поликристаллического материала) обусловлено объеединением микропор. В качестве критерия объединения пор, т. е. критерия образования макроразрушения, будем использовать критерий,
основанный на понятии пластической неустойчивости структурного элемента, суть: которого: изложена в разделе 2.2. Рассмотрим процесс образования и роста пор по границам зерен в структурном; элементе. Под структурным элементом здесь будем понимать регулярный фрагмент объема-материал а (микрообъем) с размером, равным, среднему диаметру зерна; включающий смежные границы зерен! (рис. 3.3). НДС но структурному элементу предполагается однородным. Как
случае вязкого внутризеренного разрушения, принимается, что разрушение
микрообъема есть элементарный акт макроразрушения.Критическую деформацию, соответствующую образованию макровозрушения, определим как деформацию, при которой случайное мгновенное отклонение в площади пор По характерному сечению структурного элемента (границе зерна) приводит к локализации деформации по указанному сечению, а следовательно, и к потере пластической устойчивости элемента без увеличения его нагруженности.
Рис. 3.3. Взаимное расположение граней
зерен с порами и структурного элемента, используемого в расчетной модели (показана
дасть структурного элемента)
Будем, полагать, что в момент начала: процесса неустойчивого деформирования за счет наличия пор нагруженность материала такова, что его реология начинает подчиняться закону упруго-пластического не упруговязкого деформирования. При этом принимается, как и в подразделе 2.2.2, что локальное изменение деформации в характерном сечении не приводит к изменению соотношения компонент тензора напряжений (а следовательно, и параметров
в структурном элементе. Окончательно условие достижения критической деформации при межзеренном разрушении формулируется аналогично условию предельного состояния в случае внутризеренного вязкого разрушения
Здесь использованы те же обозначения, что и в соотношении (2.60);
параметр, характеризующий условие макроразрушения. Подчеркнем, что
интенсивность истинных напряжений, отнесенных к нетто-сечению структурного элемента.
Как видно из уравнения. (3.1), единственным отличием его от уравнения предельного состояния при вязком разрушении
является акцентированное требование мгновенности реакции материала на случайное отклонение в площади пор. Такое требование здесь необходимо, так как в отличие от упругопластического деформирования упрочнение материала gри вязкопластическом деформировании зависит от скорости деформирования.
Для математическойформулировки модели необходимо конкретизировать все входящие в (3.1) параметры. Для этого необходимо ввести, уравнения, описывающие рост и зарождение пор по границам зерен в процессе статического и циклического деформирований. Следует также определить упрочнение материала при мгновенной случайной догрузке структурного элё-мейта, деформирование которого происходит при наличии ползучести.