国内外失效评定曲线(fac)的

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1、国内外失效评定曲线(FAC)的发展以及现状张玉波‘，骆红云’，钟群鹏2(1.长春工业大学;2.北航材料学院，北京100083)摘要:主要介绍了含缺陷压力容器失效评定曲线技术由产生到发展的过程，简要介绍了失效评定曲线技术的发展趋势。关键词:失效评定曲线(FAC);安全评定方法;发展趋势中图分类号:TH49文献标识码:A文章编号:1001-4012(2005)增刊(1)从70年代开始，一些国家开始研究在役压1引言力容器的安全评定技术。该技术最初是以线弹性断由于压力容器、压力管道是具有潜在爆炸危险裂力学为理论基础的评定方法。主要以美国的的特殊承压设备，一旦发生爆炸或泄漏，就会造

2、成灾ASME的标准为代表。难性事故。由于大量的压力容器或管道的断裂事故(2)70年代末到80年代初，COD(CrackOpen-均是由于裂纹的存在所制，导致常规材料力学的强ingDisplacement)设计曲线法在国际上的压力容器度准则不能完全保证容器或管道的安全使用。随着缺陷评定标准中占据主流地位。该阶段的评定标准弹塑性断裂力学的进一步发展以及国际上对裂纹类是以英国BSIPD6493-80为代表的。属于该类评缺陷的评定方法30多年的发展，压力容器缺陷评定定方法的还有:1975年国际焊接学会(IIW)发行了方法已经从线弹性断裂理论的评定方法、COD设计“按脆性断裂破坏观

3、点建议的缺陷评定方法”(IIS/曲线法，发展到先进的基于J积分理论的FAC技IIW-X-749-74);1976年日本焊接协会WSD委术的评定方法，世界各国的压力容器缺陷评定标准员会公布了“按脆性评定的焊接缺陷验收标准”(日也正向FAC(FailureAssessmentCurve)技术日趋本WES-2805k-76);英国标准协会WEE/37焊统一。以下将从国际上和国内两个方面介绍失效评接验收标准技术委员会发布了“焊接缺陷验收标准定曲线技术的发展情况。若干方法指南”(英国WEE八37-1978);1984年德国焊接协会(DVS)发行了“焊接接头缺陷的断裂力2国外失效评定

4、曲线技术的发展学评定”(德国DVS-240184);还包括1977年第一国外在役压力容器安全评定研究始于20世纪次修正和1980年第二次修正的老R6失效评定曲70年代，由于该项工作起源于核电站压力容器，安线方法(此时仍是用COD理论导出的，利用理想塑全性要求较高，而且核电站中的事故常发生于压力性材料的D-M模型和线弹性断裂理论的关系推倒管道的泄漏或破裂，所以美、英、德等国家相继展开而得出的曲线方程)等等。[21了压力容器的研究。随着断裂力学的不断深人研(3)COD设计曲线是描述无量纲张开位移0=究，新的更为合理的评定方法已经出现.在此笔者和无量纲应变。/e:之间关系的曲线

5、。Wells将分阶段介绍各国失效评定曲线技术的发展状况。27rae按照失效评定曲线技术的产生、发展和完善可首先提出了COD设计曲线，随后又有些专家对此以将其划分为三个阶段:提出修正，得到不同的计算共识。该类曲线图如图2.120世纪70--80年代初(COD设计曲线)[1311所示。50LOW一翔理分张玉波等:国内外失效评定曲线(FAC)的发展以及现状日F7LS'4n/少建公/、:，。曲线/矛/CYDA曲线VCS2005曲线00.51.01.万2.0级图1COD设计曲线图2R6失效评定曲线COD设计曲线方法，在工程上取得许多成功的FAC，曲线方程为:经验。然而COD法有其固

6、有的缺陷:所谓裂纹尖f(L,)“(1一0.14L2)[0.3+端张开位移的定义是不严格不统一的;除了有均匀0.7exp(一0.65L分)〕(1)拉伸中心穿透裂纹板的窄条区屈服的D-M模型解式中L,-PIP,。该曲线与结构形式、材料、外载外，没有别的含裂纹结构有COD的力学分析解，缺均无关，是一条起筛选作用的简单而保守的FACo乏严格的力学基础;COD设计曲线是一种经验方(2)选择2曲线。法，宽板试验的应变测试方法在国际上争议很大。介(L,)一〔(EEref)1((Y,L,)+Lra,/(2EE,f)」告(2)因此到20世纪80年代中期后，COD设计曲线方法式中L,=P/P

7、o基本上就停滞不前了。〔’3〕Eref—参考应变2.220世纪80年代(R6失效评定曲线1986年第E~—弹性模量三版》[1,2,4,9,131选择2曲线适用于各种应力应变关系的材料80年代初以来采用J积分理论进行缺陷的安(包括非Ramberg-Osgood关系材料),2曲线与结全评定已成主要潮。之所以J积分理论能被普遍构形式、加载方式无关，仅取决于材料的应力应变关用于工程结构断裂力学评定，其关键在于美国系曲线。EPRI解决了J积分的工程计算方法，建立了工程(3)选择3曲线。计算手册。应当说EPRI所建立的失效评定方法，九(L