第三题 HLAW:进入高载荷比区,残余应力被塑性「冲淡」——A533B 焊态 −30 ℃ 实算
这是 A533B-1 焊接平板四道题的第三题。前两题都在低载荷比的脆断区里比残余应力;这道题换一个战场——高载荷比、大塑性区。 四道题的共同背景与方法见总览文 [[bs7910-a533b-residual-stress-fad|《残余应力会把评定点推到哪里去?》]]。 这道题问什么 HLAW = High-$L_r$ + as-Welded:焊态、评定温度升到 −30 ℃、加大载荷进入高载荷比区。升温让断裂韧性从下平台爬起来一些($K_{mat}=62\ \mathrm{MPa\cdot m^{0.5}}$),载荷则加大到失效载荷 5.10 MN。残余应力仍是焊态的那一套($K_I^S=46$)。 问题变成:到了塑性大量发展的高 $L_r$ 区,那条在低温区呼风唤雨的残余应力,还说了算吗? 原理:$L_r$ 越过截断值,评定改由塑性失稳主导 评定仍是 BS 7910:2019 §7.3.3 Option 1,但这道题会触发 FAD 的塑性截断机制。BS 7910:2019 §7.3.2 定义了一个截断值,防止净截面在断裂之前先塑性失稳: $$ L_{r,max} = \frac{\sigma_Y + \sigma_U}{2\sigma_Y} $$当评定点的横坐标 $L_r \ge L_{r,max}$ 时,失效评定曲线取 $f(L_r)=0$(§7.3.3 Eq. 7.28)——意味着无论纵坐标多低,含裂纹结构都因塑性失稳 / 净截面屈服而判不可接受。本题 $\sigma_Y=520$、$\sigma_U=677$,算得 $L_{r,max}\approx 1.15$。 另外,BS 7910 Annex R 给出的塑性交互 $\rho$ 只在 $L_r \le L_{r,max}$ 内有定义;越过截断后 $\rho$ 取 0。 输入一览 参数 值 说明 裂纹深度 $a_0$ / 半长 $c_0$ 19.0 / 87 mm 全长 $2c_0=174$ mm 板厚 $B=t$ / 宽 $W$ 70 / 600 mm 一次膜 $P_m$ / 弯 $P_b$ 0 / 1015 MPa 纯弯(断裂载荷 5.10 MN 弹性折算) 屈服 $\sigma_Y$ / 抗拉 $\sigma_U$ 520 / 677 MPa $L_{r,max}\approx 1.15$ 断裂韧性 $K_{mat}$ 62 MPa·m$^{0.5}$ 焊态焊缝 @ −30 ℃ 残余 $K_I^S$(直输) 46 MPa·m$^{0.5}$ 与 LLAW 同(焊态) 在计算器里怎么填 步骤与前两题一致(顶部先选 Option 1,再按卡片填)。本题把数值换成 HLAW:板厚 70、一次弯曲 $P_b=1015$、屈服 520、抗拉 677、$K_{mat}=62$、二次 $K_I^S$ 直输 46。$\rho$ 仍用 Annex R 自算(引擎会因越过截断自动给 0)。 ...