| 2、英國含缺陷結(jié)構(gòu)完整性評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)（Ｒ6） R6-Rev.4:2001是在英國British Energy（英國核電公司）、BNFL（英國核燃料公司）及AEA（英國原子能管理局）組成的結(jié)構(gòu)完整性評(píng)定規(guī)程聯(lián)合體下的R6研究組編制的。R6第3版后已陸續(xù)地增補(bǔ)了10個(gè)新附錄，由于近年來斷裂力學(xué)評(píng)定技術(shù)的發(fā)展特別是SINTAP、BS7910和美國API 579的出現(xiàn)，故而吸收世界各國研究進(jìn)展和R6自己發(fā)展計(jì)劃決定對(duì)R6作了全面修改，于2001年頒布了第4次修訂版。 現(xiàn)將主要變化介紹如下： 2.1 失效評(píng)定曲線三種選擇的變化 (1) R6-op.1的原失效評(píng)定曲線被SINTAP的第0級(jí)的曲線取代，即由： 改為： 以保證在低處與R6-op.2曲線一致，對(duì)有屈服平臺(tái)材料Lrmax取等于1。 (2) R6-op.2改為有三種曲線。 原R6-op.2曲線仍保留，被稱為材料特征的選擇2曲線（式23），用于已知材料應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系數(shù)據(jù)時(shí)建立選擇2曲線。 在不知道材料應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系數(shù)據(jù)時(shí)，采用SINTAP第1級(jí)（基本級(jí)）失效評(píng)定曲線的研究成果，給出的兩種可供選擇的近似曲線，分別用于無屈服平臺(tái)的連續(xù)屈服材料和有屈服平臺(tái)的非連續(xù)屈服材料，只要求知道材料的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和楊式模量，不需要知道應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線。 一種是連續(xù)屈服（即無屈服平臺(tái)）材料用的近似選擇2曲線。 在Lr<1的范圍內(nèi)， 在Lr>1但 這里，f2cr (1)為按式（3）在Lr=1時(shí)的(Lr)值。 另一種就是不連續(xù)屈服（有屈服平臺(tái)）材料的近似選擇2曲線。 在Lr<1處： 在Lr=1處的f2dy(Lr)為： 這里 屈服平臺(tái)長度可按下式估算 在1 在利用上述新失效評(píng)定曲線時(shí)必然會(huì)發(fā)現(xiàn)一個(gè)問題，如果既無應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系數(shù)據(jù)，又不知道其是否是非連續(xù)屈服（有屈服平臺(tái)）材料，該如果辦呢？規(guī)范給出了根據(jù)材料屈服強(qiáng)度、材料化學(xué)組成及熱處理方式判斷是否為不連續(xù)屈服材料的導(dǎo)則。 (3)R6-op.3曲線沒有更改 2.2 分析類別的變化 取消了原R6的允許有限量撕裂的第2類分析。第1類分析和第3類分析已改名，直截了當(dāng)?shù)胤Q為基于起裂的分析和基于延性撕裂的分析。 2.3 結(jié)果意義的評(píng)價(jià)方法的變化：增補(bǔ)了在有多個(gè)一次載荷作用時(shí)"評(píng)定結(jié)果意義"的評(píng)價(jià)方法，但取消了原來的一次加二次的聯(lián)合載荷時(shí)確定FL的圖解法。 2.4 R6附錄的發(fā)展與變化 1986年R6-Rev.3 時(shí)已有8個(gè)附錄，它們是：1. 斷裂韌性值的確定 2. 塑性屈服載荷分析 3. 應(yīng)力強(qiáng)度應(yīng)子的確定 4. Krs的計(jì)算 5. 計(jì)算機(jī)輔助的計(jì)算6. 疲勞和環(huán)境導(dǎo)致裂紋擴(kuò)展的計(jì)算 7.Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型載荷下的計(jì)算 8.由C-Mn（低碳）鋼制作結(jié)構(gòu)完整性評(píng)定。 R6第3版頒布后又陸續(xù)地增補(bǔ)了10個(gè)新附錄，反映了安全評(píng)定技術(shù)的范圍日益擴(kuò)大，它們是：9．LBB分析 10. 概率斷裂力學(xué) 11. 位移控制載荷分析 12. 焊接殘余應(yīng)力的確定 13. 載荷歷史的影響（包括水壓試驗(yàn)、溫預(yù)應(yīng)力，載荷次序及持續(xù)載荷的影響） 14. 考慮拘束度的修正 15. 裂紋止裂 16. 強(qiáng)度不匹配 17. 局部法 18. 有限元法。加上過去1986年版的8個(gè)附錄，到1999年時(shí)已經(jīng)有了18個(gè)附錄了。到2000年正式出版第4版前，他們將這些內(nèi)容又全部進(jìn)行補(bǔ)充修訂，考慮到新版不再設(shè)置附錄，而將這些附錄的內(nèi)容分散到文本中，分別以節(jié)的名義出現(xiàn)。 整個(gè)文本分為五章： 第一章：基本規(guī)程 第二章：基本規(guī)程的輸入 第三章：其他評(píng)定方法 第四章：一覽表（包括極限載荷解，強(qiáng)度不匹配的極限載荷解，應(yīng)力強(qiáng)度因子解及殘余應(yīng)力分布） 第五章：驗(yàn)證及應(yīng)用案例 大部分新附錄均列入第三章（其他評(píng)定方法），共分14節(jié)，用于替換第一章的基本規(guī)程，這些方法又分為三類：第一類是用于特定評(píng)定目的的新方法，包括LBB評(píng)定、裂紋止裂評(píng)定、概率斷裂評(píng)定和位移控制載荷時(shí)的評(píng)定。第二類是使第一章的基本方法不必要的保守程度降低從而更精確的一些評(píng)定方法，可以計(jì)算出更明確的安全裕度。包括拘束度影響的修正、強(qiáng)度不匹配影響的修正、局部法導(dǎo)則及加載歷史的影響。第三類為進(jìn)一步支持第一章基本方法的一些方法，包括有限元導(dǎo)則、J積分估算法、持續(xù)載荷評(píng)定、Ⅰ型Ⅱ型加Ⅲ型載荷下的評(píng)定及C-Mn（低碳）鋼結(jié)構(gòu)的評(píng)定。下面簡單介紹幾個(gè)讀者可能感興趣的新方法。 2.5裂紋止裂評(píng)定 在1999年的R6時(shí)為附錄15，在2000年頒布時(shí)被列為第三章第12節(jié)，這是2000年新增的評(píng)定方法，全文長15頁。 有時(shí)會(huì)遇到即使發(fā)生脆性裂紋起裂，但有可能自動(dòng)止裂而不發(fā)生撕裂失穩(wěn)失效。例如熱沖擊事件的孔邊裂紋開裂后的擴(kuò)展，一方面，裂紋擴(kuò)展是向溫度較高區(qū)域擴(kuò)展，材料斷裂韌度越來越大，另一方面，由于裂尖離孔邊越遠(yuǎn)，應(yīng)力強(qiáng)度應(yīng)子越低，斷裂推動(dòng)力不斷下降，因而當(dāng)斷裂推動(dòng)力低于裂尖溫度下的斷裂韌度時(shí)就有可能止裂。裂紋止裂取決于裂紋體幾何尺寸、承受載荷、溫度和材料，止裂應(yīng)該考慮動(dòng)態(tài)效應(yīng)，并且動(dòng)態(tài)斷裂韌度是溫度的函數(shù)。本評(píng)定方法就是給出該裂紋能否止裂的評(píng)定。R6在該節(jié)中提供了兩種方法，一種是基于材料靜態(tài)性能K1a的靜態(tài)分析法（Ⅲ-15.5.1），另一種是基于材料動(dòng)態(tài)性能K1d、K1A的動(dòng)態(tài)分析法（Ⅲ-12.5.2）。在靜態(tài)分析中引入了一個(gè)系數(shù)fs以說明動(dòng)態(tài)的影響，但fs值的大小還值得進(jìn)一步研究。 2.6局部法評(píng)定 為R6第4版第3章第9節(jié)的方法，長22頁，在第5章給出了一個(gè)驗(yàn)證案例，長10頁。 局部法是基于裂紋尖端或尖缺口處的應(yīng)力應(yīng)變、局部損傷與其斷裂臨界狀態(tài)有關(guān)的事實(shí)，是材料失效微觀力學(xué)模型在工程上的應(yīng)用。這些方法是通過材料特征參量來標(biāo)定的，這些參量是參考試驗(yàn)數(shù)據(jù)、定量金相和有限元分析的聯(lián)合而推導(dǎo)出來的。一旦求得該材料的參量，由于認(rèn)為它們和試件幾何尺寸無關(guān)，與載荷無關(guān)，從而可用于評(píng)定該材料制的任何結(jié)構(gòu)。 R6的Ⅲ-9節(jié)中給出了四種局部法模型，它們是 a.Beremin 解理斷裂模型[Ⅲ-9.6] b.Beremin 延性斷裂模型[Ⅲ-9.7] c.Rousselier 損傷力學(xué)模型[Ⅲ-9.8] d.Gurson 損傷力學(xué)模型[Ⅲ-9.9] 第1個(gè)模型是解理斷裂模型，其他3個(gè)都是延性損傷模型。 Beremin的兩個(gè)模型用于預(yù)期裂紋起裂，Rousselier和Gurson的兩個(gè)模型既可用于預(yù)期起裂，又可用于預(yù)期撕裂行為。 2.7焊縫不匹配的影響 R6的基本方法用于焊縫裂紋評(píng)定時(shí)采用裂尖區(qū)材料的斷裂韌度，材料的拉伸性能是采用缺陷所在部位最弱區(qū)的材料拉伸性能，這樣做是十分保守的。而R6第4版第3章第8節(jié)給出的焊縫不匹配影響的評(píng)定方法更為精確，從而可以減小用第1章的方法進(jìn)行評(píng)定時(shí)的過保守性。 這一方法采用了SINTAP第2級(jí)（不匹配級(jí)）的方法，沒有實(shí)質(zhì)的不同，只是編寫的形式不同。 組合材料的當(dāng)量 不同的是R6在不匹配評(píng)定時(shí)的失效評(píng)定曲線仍然采用三種選擇，如1.2.1節(jié)所述，因?yàn)檫x擇2有三種曲線，共有5條失效評(píng)定曲線。所以R6第4版不匹配時(shí)的失效評(píng)定曲線的內(nèi)容就是分別給出不同失效評(píng)定曲線在焊縫材料不匹配時(shí)的表達(dá)式，N、μ和λ都應(yīng)是不匹配焊件裂紋體的值，NM、μM和λM.但它的計(jì)算辦法的來源仍取至SINTAP的成果。 截止線分別為： OP.1時(shí)，Lrmax取 OP.2及OP.3時(shí)，Lrmax取 這里 評(píng)定時(shí)Lr的計(jì)算： 式中F為引起一次應(yīng)力的載荷，F(xiàn)yM為兩種材料組合元件按 FyM解是通過有限元分析獲得的。R6第4版第9章Ⅳ.2節(jié)專門給出了強(qiáng)度不匹配時(shí)的極限載荷解，包括缺陷位于焊縫不同位置的平板、圓筒或三點(diǎn)彎試樣的極限載荷FyM的解，長達(dá)23頁。 從已獲得的的解可看，不論是過匹配（M>1）還是欠匹配（M<1），F(xiàn)yM/FyB值（即不匹配焊接接頭的塑性極限載荷與純母材的塑性極限載荷之比）總是處于1至M之間。因而M<1的欠匹配時(shí)，可取(FyBM)下限值為FyM，在M>1的過匹配時(shí)取FyM等于FyB，總是保守的。在過匹配時(shí)，（焊縫厚/剩余韌帶）越大，或者（a/w）越小，焊縫不匹配對(duì)極限載荷（FyM/FyB）的影響越低。如果裂紋靠近熔合線，F(xiàn)yM值非常接近FyB的值。在欠匹配時(shí)（a/w）值不影響FyM，尤其在（焊縫厚/剩余韌帶）值較大的時(shí)候。 2.8 持續(xù)載荷（sustained local） 對(duì)延性材料，即使溫度低于蠕變范圍也可能發(fā)生與時(shí)間有關(guān)的塑性變形，因而受持續(xù)載荷結(jié)構(gòu)可能在應(yīng)力水平低于其在單調(diào)加載和位移加載時(shí)的塑性失效載荷下發(fā)生斷裂。然而通常僅發(fā)現(xiàn)在持續(xù)載荷接近單調(diào)加載的塑性極限載荷時(shí)才發(fā)生失效。但在較低載荷下可能發(fā)生有限裂紋擴(kuò)展，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)承載能力的降低。 試件試驗(yàn)顯示，奧氏體鋼和鐵素體鋼在持續(xù)載荷達(dá)到或超過全面屈服（即Lr=1 ）時(shí)才可能發(fā)生與時(shí)間有關(guān)的斷裂，這些試驗(yàn)是鐵素體鋼在室溫和70℃進(jìn)行的。因而在評(píng)定時(shí)當(dāng)Lr<1時(shí)不必要考慮持續(xù)載荷。316鋼在室溫下試驗(yàn)表明，Lr<0.65持續(xù)時(shí)間小于100h時(shí)持續(xù)載荷效應(yīng)可略而不計(jì)，在再持續(xù)1h以后相對(duì)因子0.65的值才很慢地減小。鐵素體鋼當(dāng)Lr<0.9時(shí)也可不考慮。 本規(guī)程給出了考慮持續(xù)載荷效應(yīng)的評(píng)定方法，其原理是考慮持續(xù)時(shí)間內(nèi)塑性應(yīng)變積累對(duì)Lr和Kr的影響，即對(duì)評(píng)定點(diǎn)位置的影響，仍然用失效評(píng)定圖進(jìn)行斷裂評(píng)定和塑性失效評(píng)定。一般采用選擇1曲線，也可采用其他高級(jí)的失效評(píng)定曲線。根據(jù)實(shí)驗(yàn)認(rèn)為持續(xù)載荷效應(yīng)對(duì)Lrmax值沒有影響。 評(píng)定的過程是先選擇持續(xù)時(shí)間th內(nèi)允許的裂紋擴(kuò)展量△a0，當(dāng)然△a0應(yīng)該小于斷裂實(shí)效的裂紋擴(kuò)展量△af=af－a0（af為斷裂臨界尺寸），并有足夠的安全系數(shù)。定義a1=a0+△a0，材料的斷裂韌度也應(yīng)該是相應(yīng)于△a0的斷裂韌度Kmat（△a0）。按a1及 PD 6493:1991已與PD 6539:1994（高溫評(píng)定方法）[15]合并，根據(jù)它們近十年來研究成果，包括SINTAP的歐洲統(tǒng)一安全評(píng)定方法的研究成果，于2000年發(fā)表了修正版，稱為BS 7910：1999，規(guī)范名稱改為"金屬結(jié)構(gòu)中缺陷驗(yàn)收評(píng)定方法導(dǎo)則"。 3.1 斷裂評(píng)定方法的變化 仍然是三級(jí)評(píng)定。 原來的初級(jí)評(píng)定內(nèi)容基本不變，但改稱簡化評(píng)定方法，采用失效評(píng)定圖法。而原PD 6493中的COD設(shè)計(jì)曲線法被列入BS7910的附錄N，COD設(shè)計(jì)曲線的地位進(jìn)一步下降。 第2級(jí)正常評(píng)定法經(jīng)歷了一個(gè)曲折的修改過程。原PD 6493：1991版的第2級(jí)正常評(píng)定法為老R6（第2版）的COD窄條區(qū)模型失效評(píng)定曲線。1995年及1997年的修改草稿中改為三種選擇，第一種為1991版的窄條區(qū)模型失效評(píng)定曲線，用于 2B級(jí)曲線與原PD 6493：1991版的第3級(jí)評(píng)定曲線相同，即R6第3版的OP.2曲線（式23）。 2A級(jí)曲線采用SINTAP的基本級(jí)評(píng)定曲線（參見1.1.2節(jié)）。 如果應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線已知可用2B級(jí)，否則用2A級(jí)。對(duì)有屈服平臺(tái)的非連續(xù)屈服材料或者不能證實(shí)沒有屈服平臺(tái)，在使用2A級(jí)失效評(píng)定圖時(shí)Lrmax應(yīng)取為1.0，否則只有采用2B級(jí)的曲線。 BS 7910第3級(jí)（撕裂失穩(wěn)評(píng)定）仍然保留PD 6493：1991中的3A級(jí)和3B級(jí)不變，在已知材料應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系時(shí)用3A，否則用3B。BS7910還增加了一個(gè)3C級(jí)，其實(shí)就是采用了R6第3版OP.3失效評(píng)定曲線。 3.2 疲勞評(píng)定的變化 BS7910的疲勞評(píng)定方法基本上與原PD6493:1991的相同，僅作了少量修改。PD6493的特色可能是它的疲勞評(píng)定了，尤其是質(zhì)量等級(jí)評(píng)定法。修訂后的主要變化是推薦了新的疲勞裂紋擴(kuò)展律。采用了基于近年來大量鋼材在空氣及海水中疲勞裂紋擴(kuò)展試驗(yàn)數(shù)據(jù)取得的更為精確的兩段Paris關(guān)系式和應(yīng)力比R的修正法等。特別是考慮環(huán)境的影響，例如給出了在海水環(huán)境中有陰極保護(hù)和無陰極保護(hù)時(shí)的新推薦方法，在較高溫度下的疲勞裂紋擴(kuò)展等。為了方便，同時(shí)也給出了新的、簡化的、保守的（包絡(luò)線）單段Paris關(guān)系，實(shí)驗(yàn)的應(yīng)力比為R≥0.5，以給出保守的焊接接頭裂紋疲勞擴(kuò)展分析結(jié)果，新的鐵素體鋼在空氣中的疲勞裂紋擴(kuò)展律與PD6493時(shí)的相比，擴(kuò)展速率要略高一些。 3.3 BS7910的附錄 BS7910B包含了21個(gè)附錄，很多來自R6和SINTAP，因而這里不作進(jìn)一步的介紹。
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| 2、英國含缺陷結(jié)構(gòu)完整性評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)（Ｒ6） R6-Rev.4:2001是在英國British Energy（英國核電公司）、BNFL（英國核燃料公司）及AEA（英國原子能管理局）組成的結(jié)構(gòu)完整性評(píng)定規(guī)程聯(lián)合體下的R6研究組編制的。R6第3版后已陸續(xù)地增補(bǔ)了10個(gè)新附錄，由于近年來斷裂力學(xué)評(píng)定技術(shù)的發(fā)展特別是SINTAP、BS7910和美國API 579的出現(xiàn)，故而吸收世界各國研究進(jìn)展和R6自己發(fā)展計(jì)劃決定對(duì)R6作了全面修改，于2001年頒布了第4次修訂版。 現(xiàn)將主要變化介紹如下： 2.1 失效評(píng)定曲線三種選擇的變化 (1) R6-op.1的原失效評(píng)定曲線被SINTAP的第0級(jí)的曲線取代，即由： 改為： 以保證在低處與R6-op.2曲線一致，對(duì)有屈服平臺(tái)材料Lrmax取等于1。 (2) R6-op.2改為有三種曲線。 原R6-op.2曲線仍保留，被稱為材料特征的選擇2曲線（式23），用于已知材料應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系數(shù)據(jù)時(shí)建立選擇2曲線。 在不知道材料應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系數(shù)據(jù)時(shí)，采用SINTAP第1級(jí)（基本級(jí)）失效評(píng)定曲線的研究成果，給出的兩種可供選擇的近似曲線，分別用于無屈服平臺(tái)的連續(xù)屈服材料和有屈服平臺(tái)的非連續(xù)屈服材料，只要求知道材料的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和楊式模量，不需要知道應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線。 一種是連續(xù)屈服（即無屈服平臺(tái)）材料用的近似選擇2曲線。 在Lr<1的范圍內(nèi)， 在Lr>1但 這里，f2cr (1)為按式（3）在Lr=1時(shí)的(Lr)值。 另一種就是不連續(xù)屈服（有屈服平臺(tái)）材料的近似選擇2曲線。 在Lr<1處： 在Lr=1處的f2dy(Lr)為： 這里 屈服平臺(tái)長度可按下式估算 在1 在利用上述新失效評(píng)定曲線時(shí)必然會(huì)發(fā)現(xiàn)一個(gè)問題，如果既無應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系數(shù)據(jù)，又不知道其是否是非連續(xù)屈服（有屈服平臺(tái)）材料，該如果辦呢？規(guī)范給出了根據(jù)材料屈服強(qiáng)度、材料化學(xué)組成及熱處理方式判斷是否為不連續(xù)屈服材料的導(dǎo)則。 (3)R6-op.3曲線沒有更改 2.2 分析類別的變化 取消了原R6的允許有限量撕裂的第2類分析。第1類分析和第3類分析已改名，直截了當(dāng)?shù)胤Q為基于起裂的分析和基于延性撕裂的分析。 2.3 結(jié)果意義的評(píng)價(jià)方法的變化：增補(bǔ)了在有多個(gè)一次載荷作用時(shí)"評(píng)定結(jié)果意義"的評(píng)價(jià)方法，但取消了原來的一次加二次的聯(lián)合載荷時(shí)確定FL的圖解法。 2.4 R6附錄的發(fā)展與變化 1986年R6-Rev.3 時(shí)已有8個(gè)附錄，它們是：1. 斷裂韌性值的確定 2. 塑性屈服載荷分析 3. 應(yīng)力強(qiáng)度應(yīng)子的確定 4. Krs的計(jì)算 5. 計(jì)算機(jī)輔助的計(jì)算6. 疲勞和環(huán)境導(dǎo)致裂紋擴(kuò)展的計(jì)算 7.Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型載荷下的計(jì)算 8.由C-Mn（低碳）鋼制作結(jié)構(gòu)完整性評(píng)定。 R6第3版頒布后又陸續(xù)地增補(bǔ)了10個(gè)新附錄，反映了安全評(píng)定技術(shù)的范圍日益擴(kuò)大，它們是：9．LBB分析 10. 概率斷裂力學(xué) 11. 位移控制載荷分析 12. 焊接殘余應(yīng)力的確定 13. 載荷歷史的影響（包括水壓試驗(yàn)、溫預(yù)應(yīng)力，載荷次序及持續(xù)載荷的影響） 14. 考慮拘束度的修正 15. 裂紋止裂 16. 強(qiáng)度不匹配 17. 局部法 18. 有限元法。加上過去1986年版的8個(gè)附錄，到1999年時(shí)已經(jīng)有了18個(gè)附錄了。到2000年正式出版第4版前，他們將這些內(nèi)容又全部進(jìn)行補(bǔ)充修訂，考慮到新版不再設(shè)置附錄，而將這些附錄的內(nèi)容分散到文本中，分別以節(jié)的名義出現(xiàn)。 整個(gè)文本分為五章： 第一章：基本規(guī)程 第二章：基本規(guī)程的輸入 第三章：其他評(píng)定方法 第四章：一覽表（包括極限載荷解，強(qiáng)度不匹配的極限載荷解，應(yīng)力強(qiáng)度因子解及殘余應(yīng)力分布） 第五章：驗(yàn)證及應(yīng)用案例 大部分新附錄均列入第三章（其他評(píng)定方法），共分14節(jié)，用于替換第一章的基本規(guī)程，這些方法又分為三類：第一類是用于特定評(píng)定目的的新方法，包括LBB評(píng)定、裂紋止裂評(píng)定、概率斷裂評(píng)定和位移控制載荷時(shí)的評(píng)定。第二類是使第一章的基本方法不必要的保守程度降低從而更精確的一些評(píng)定方法，可以計(jì)算出更明確的安全裕度。包括拘束度影響的修正、強(qiáng)度不匹配影響的修正、局部法導(dǎo)則及加載歷史的影響。第三類為進(jìn)一步支持第一章基本方法的一些方法，包括有限元導(dǎo)則、J積分估算法、持續(xù)載荷評(píng)定、Ⅰ型Ⅱ型加Ⅲ型載荷下的評(píng)定及C-Mn（低碳）鋼結(jié)構(gòu)的評(píng)定。下面簡單介紹幾個(gè)讀者可能感興趣的新方法。 2.5裂紋止裂評(píng)定 在1999年的R6時(shí)為附錄15，在2000年頒布時(shí)被列為第三章第12節(jié)，這是2000年新增的評(píng)定方法，全文長15頁。 有時(shí)會(huì)遇到即使發(fā)生脆性裂紋起裂，但有可能自動(dòng)止裂而不發(fā)生撕裂失穩(wěn)失效。例如熱沖擊事件的孔邊裂紋開裂后的擴(kuò)展，一方面，裂紋擴(kuò)展是向溫度較高區(qū)域擴(kuò)展，材料斷裂韌度越來越大，另一方面，由于裂尖離孔邊越遠(yuǎn)，應(yīng)力強(qiáng)度應(yīng)子越低，斷裂推動(dòng)力不斷下降，因而當(dāng)斷裂推動(dòng)力低于裂尖溫度下的斷裂韌度時(shí)就有可能止裂。裂紋止裂取決于裂紋體幾何尺寸、承受載荷、溫度和材料，止裂應(yīng)該考慮動(dòng)態(tài)效應(yīng)，并且動(dòng)態(tài)斷裂韌度是溫度的函數(shù)。本評(píng)定方法就是給出該裂紋能否止裂的評(píng)定。R6在該節(jié)中提供了兩種方法，一種是基于材料靜態(tài)性能K1a的靜態(tài)分析法（Ⅲ-15.5.1），另一種是基于材料動(dòng)態(tài)性能K1d、K1A的動(dòng)態(tài)分析法（Ⅲ-12.5.2）。在靜態(tài)分析中引入了一個(gè)系數(shù)fs以說明動(dòng)態(tài)的影響，但fs值的大小還值得進(jìn)一步研究。 2.6局部法評(píng)定 為R6第4版第3章第9節(jié)的方法，長22頁，在第5章給出了一個(gè)驗(yàn)證案例，長10頁。 局部法是基于裂紋尖端或尖缺口處的應(yīng)力應(yīng)變、局部損傷與其斷裂臨界狀態(tài)有關(guān)的事實(shí)，是材料失效微觀力學(xué)模型在工程上的應(yīng)用。這些方法是通過材料特征參量來標(biāo)定的，這些參量是參考試驗(yàn)數(shù)據(jù)、定量金相和有限元分析的聯(lián)合而推導(dǎo)出來的。一旦求得該材料的參量，由于認(rèn)為它們和試件幾何尺寸無關(guān)，與載荷無關(guān)，從而可用于評(píng)定該材料制的任何結(jié)構(gòu)。 R6的Ⅲ-9節(jié)中給出了四種局部法模型，它們是 a.Beremin 解理斷裂模型[Ⅲ-9.6] b.Beremin 延性斷裂模型[Ⅲ-9.7] c.Rousselier 損傷力學(xué)模型[Ⅲ-9.8] d.Gurson 損傷力學(xué)模型[Ⅲ-9.9] 第1個(gè)模型是解理斷裂模型，其他3個(gè)都是延性損傷模型。 Beremin的兩個(gè)模型用于預(yù)期裂紋起裂，Rousselier和Gurson的兩個(gè)模型既可用于預(yù)期起裂，又可用于預(yù)期撕裂行為。 2.7焊縫不匹配的影響 R6的基本方法用于焊縫裂紋評(píng)定時(shí)采用裂尖區(qū)材料的斷裂韌度，材料的拉伸性能是采用缺陷所在部位最弱區(qū)的材料拉伸性能，這樣做是十分保守的。而R6第4版第3章第8節(jié)給出的焊縫不匹配影響的評(píng)定方法更為精確，從而可以減小用第1章的方法進(jìn)行評(píng)定時(shí)的過保守性。 這一方法采用了SINTAP第2級(jí)（不匹配級(jí)）的方法，沒有實(shí)質(zhì)的不同，只是編寫的形式不同。 組合材料的當(dāng)量 不同的是R6在不匹配評(píng)定時(shí)的失效評(píng)定曲線仍然采用三種選擇，如1.2.1節(jié)所述，因?yàn)檫x擇2有三種曲線，共有5條失效評(píng)定曲線。所以R6第4版不匹配時(shí)的失效評(píng)定曲線的內(nèi)容就是分別給出不同失效評(píng)定曲線在焊縫材料不匹配時(shí)的表達(dá)式，N、μ和λ都應(yīng)是不匹配焊件裂紋體的值，NM、μM和λM.但它的計(jì)算辦法的來源仍取至SINTAP的成果。 截止線分別為： OP.1時(shí)，Lrmax取 OP.2及OP.3時(shí)，Lrmax取 這里 評(píng)定時(shí)Lr的計(jì)算： 式中F為引起一次應(yīng)力的載荷，F(xiàn)yM為兩種材料組合元件按 FyM解是通過有限元分析獲得的。R6第4版第9章Ⅳ.2節(jié)專門給出了強(qiáng)度不匹配時(shí)的極限載荷解，包括缺陷位于焊縫不同位置的平板、圓筒或三點(diǎn)彎試樣的極限載荷FyM的解，長達(dá)23頁。 從已獲得的的解可看，不論是過匹配（M>1）還是欠匹配（M<1），F(xiàn)yM/FyB值（即不匹配焊接接頭的塑性極限載荷與純母材的塑性極限載荷之比）總是處于1至M之間。因而M<1的欠匹配時(shí)，可取(FyBM)下限值為FyM，在M>1的過匹配時(shí)取FyM等于FyB，總是保守的。在過匹配時(shí)，（焊縫厚/剩余韌帶）越大，或者（a/w）越小，焊縫不匹配對(duì)極限載荷（FyM/FyB）的影響越低。如果裂紋靠近熔合線，F(xiàn)yM值非常接近FyB的值。在欠匹配時(shí)（a/w）值不影響FyM，尤其在（焊縫厚/剩余韌帶）值較大的時(shí)候。 2.8 持續(xù)載荷（sustained local） 對(duì)延性材料，即使溫度低于蠕變范圍也可能發(fā)生與時(shí)間有關(guān)的塑性變形，因而受持續(xù)載荷結(jié)構(gòu)可能在應(yīng)力水平低于其在單調(diào)加載和位移加載時(shí)的塑性失效載荷下發(fā)生斷裂。然而通常僅發(fā)現(xiàn)在持續(xù)載荷接近單調(diào)加載的塑性極限載荷時(shí)才發(fā)生失效。但在較低載荷下可能發(fā)生有限裂紋擴(kuò)展，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)承載能力的降低。 試件試驗(yàn)顯示，奧氏體鋼和鐵素體鋼在持續(xù)載荷達(dá)到或超過全面屈服（即Lr=1 ）時(shí)才可能發(fā)生與時(shí)間有關(guān)的斷裂，這些試驗(yàn)是鐵素體鋼在室溫和70℃進(jìn)行的。因而在評(píng)定時(shí)當(dāng)Lr<1時(shí)不必要考慮持續(xù)載荷。316鋼在室溫下試驗(yàn)表明，Lr<0.65持續(xù)時(shí)間小于100h時(shí)持續(xù)載荷效應(yīng)可略而不計(jì)，在再持續(xù)1h以后相對(duì)因子0.65的值才很慢地減小。鐵素體鋼當(dāng)Lr<0.9時(shí)也可不考慮。 本規(guī)程給出了考慮持續(xù)載荷效應(yīng)的評(píng)定方法，其原理是考慮持續(xù)時(shí)間內(nèi)塑性應(yīng)變積累對(duì)Lr和Kr的影響，即對(duì)評(píng)定點(diǎn)位置的影響，仍然用失效評(píng)定圖進(jìn)行斷裂評(píng)定和塑性失效評(píng)定。一般采用選擇1曲線，也可采用其他高級(jí)的失效評(píng)定曲線。根據(jù)實(shí)驗(yàn)認(rèn)為持續(xù)載荷效應(yīng)對(duì)Lrmax值沒有影響。 評(píng)定的過程是先選擇持續(xù)時(shí)間th內(nèi)允許的裂紋擴(kuò)展量△a0，當(dāng)然△a0應(yīng)該小于斷裂實(shí)效的裂紋擴(kuò)展量△af=af－a0（af為斷裂臨界尺寸），并有足夠的安全系數(shù)。定義a1=a0+△a0，材料的斷裂韌度也應(yīng)該是相應(yīng)于△a0的斷裂韌度Kmat（△a0）。按a1及 PD 6493:1991已與PD 6539:1994（高溫評(píng)定方法）[15]合并，根據(jù)它們近十年來研究成果，包括SINTAP的歐洲統(tǒng)一安全評(píng)定方法的研究成果，于2000年發(fā)表了修正版，稱為BS 7910：1999，規(guī)范名稱改為"金屬結(jié)構(gòu)中缺陷驗(yàn)收評(píng)定方法導(dǎo)則"。 3.1 斷裂評(píng)定方法的變化 仍然是三級(jí)評(píng)定。 原來的初級(jí)評(píng)定內(nèi)容基本不變，但改稱簡化評(píng)定方法，采用失效評(píng)定圖法。而原PD 6493中的COD設(shè)計(jì)曲線法被列入BS7910的附錄N，COD設(shè)計(jì)曲線的地位進(jìn)一步下降。 第2級(jí)正常評(píng)定法經(jīng)歷了一個(gè)曲折的修改過程。原PD 6493：1991版的第2級(jí)正常評(píng)定法為老R6（第2版）的COD窄條區(qū)模型失效評(píng)定曲線。1995年及1997年的修改草稿中改為三種選擇，第一種為1991版的窄條區(qū)模型失效評(píng)定曲線，用于 2B級(jí)曲線與原PD 6493：1991版的第3級(jí)評(píng)定曲線相同，即R6第3版的OP.2曲線（式23）。 2A級(jí)曲線采用SINTAP的基本級(jí)評(píng)定曲線（參見1.1.2節(jié)）。 如果應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線已知可用2B級(jí)，否則用2A級(jí)。對(duì)有屈服平臺(tái)的非連續(xù)屈服材料或者不能證實(shí)沒有屈服平臺(tái)，在使用2A級(jí)失效評(píng)定圖時(shí)Lrmax應(yīng)取為1.0，否則只有采用2B級(jí)的曲線。 BS 7910第3級(jí)（撕裂失穩(wěn)評(píng)定）仍然保留PD 6493：1991中的3A級(jí)和3B級(jí)不變，在已知材料應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系時(shí)用3A，否則用3B。BS7910還增加了一個(gè)3C級(jí)，其實(shí)就是采用了R6第3版OP.3失效評(píng)定曲線。 3.2 疲勞評(píng)定的變化 BS7910的疲勞評(píng)定方法基本上與原PD6493:1991的相同，僅作了少量修改。PD6493的特色可能是它的疲勞評(píng)定了，尤其是質(zhì)量等級(jí)評(píng)定法。修訂后的主要變化是推薦了新的疲勞裂紋擴(kuò)展律。采用了基于近年來大量鋼材在空氣及海水中疲勞裂紋擴(kuò)展試驗(yàn)數(shù)據(jù)取得的更為精確的兩段Paris關(guān)系式和應(yīng)力比R的修正法等。特別是考慮環(huán)境的影響，例如給出了在海水環(huán)境中有陰極保護(hù)和無陰極保護(hù)時(shí)的新推薦方法，在較高溫度下的疲勞裂紋擴(kuò)展等。為了方便，同時(shí)也給出了新的、簡化的、保守的（包絡(luò)線）單段Paris關(guān)系，實(shí)驗(yàn)的應(yīng)力比為R≥0.5，以給出保守的焊接接頭裂紋疲勞擴(kuò)展分析結(jié)果，新的鐵素體鋼在空氣中的疲勞裂紋擴(kuò)展律與PD6493時(shí)的相比，擴(kuò)展速率要略高一些。 3.3 BS7910的附錄 BS7910B包含了21個(gè)附錄，很多來自R6和SINTAP，因而這里不作進(jìn)一步的介紹。
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