王 松

对于高温使用的核1 级部件，ASME 规范把对材料的棘轮塑性应变增量和伴随的蠕变应变增量的限制统称为“应变限制”。ASME BPVC.Ⅲ.1.NH Nonmandatory Appendix NH-T（以下简称“NHT”） 为基于弹性分析结果的应变限制提供了6 种合格准则，分别是NH-T-1320 的Test No.A-1、Test No.A-2、Test No.A-3（以下统称“Test No.A”） 和NH-T-1330 的Test No.B-1、Test No.B-2、Test No.B-3（以下统称“Test No.B”）。这6 种合格准则只需满足其中之一，便可以认为满足NH-T-1310 所述的应变限制要求。尽管这6 种合格准则的理论基础都是Bree 图，但它们在适用范围、保守性和使用难易程度等方面并不相同，所以如何快速选择合适的合格准则是规范使用者需要面对的首要问题。鉴于Bree 图对应变限制合格准则的基础性作用，本文首先对其作简单介绍，然后总结并对比这6 种合格准则的结构适用范围、载荷适用范围、温度适用范围、对应Bree 图的限制区域和复杂程度，从而为选择合适的合格准则提供依据。

1 Bree 图

为防止循环载荷作用下部件产生总体性的渐进过量变形，Bree[1～2]在薄壁管热应力棘轮研究的基础上提出了当前仍被广泛使用的Bree 图，并与Jetter[3]分别将Bree 图的使用范围推广至高温使用部件。热应力棘轮评价过程中涉及3 个主要的无量纲参数X（以Sy为分母的最大一次应力无量纲值）、Y（以Sy为分母的最大交变热应力或交变二次应力范围无量纲值） 和Z（蠕变应力参数，用于计算有效芯部应力，仅在考虑蠕变效应的影响时使用），其中Z 是X 和Y 的函数。

Bree 图横轴和纵轴可分别由X 和Y 表示，根据由X 和Y 值确定的材料应力/应变状态（以下以“SX-Y”表示），Bree 图可被划分为6 个区域（见图1）。若SX-Y处于R1或R2区（以下统称“R 区”），则即使没有蠕变效应存在，热应力棘轮也不可避免；……