應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂(SCC)是個(gè)復(fù)雜的過(guò)程,從鈍化膜破裂,到裂紋的萌生,再到斷裂,整個(gè)過(guò)程都受到材料、腐蝕環(huán)境以及應(yīng)力狀態(tài)的影響。眾多影響因素使得應(yīng)力腐蝕破壞在時(shí)間和空間上具有很大的隨機(jī)性。應(yīng)力腐蝕破裂的發(fā)生、發(fā)展是延滯斷裂的過(guò)程,其開(kāi)裂時(shí)間多則幾十年,少則幾個(gè)月。因此,研究應(yīng)力腐蝕破壞的概率,對(duì)于預(yù)防設(shè)備失效和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估都具有重要意義。應(yīng)力腐蝕失效的不確定性主要來(lái)源于材料參數(shù)、幾何參數(shù)、載荷的不確定性。


1. 模型不確定性的來(lái)源


  以上應(yīng)力腐蝕失效概率模型只考慮了物理量的不確定性問(wèn)題,屬于客觀上的不確定性。除此之外,應(yīng)力腐蝕失效的不確定性還來(lái)源于主觀不確定性,是受知識(shí)水平、認(rèn)識(shí)手段、信息資源等的制約而產(chǎn)生的認(rèn)識(shí)上的不確定性,這種不確定性表現(xiàn)在模型的不確定性上。


  從理論上說(shuō),應(yīng)力腐蝕失效概率模型應(yīng)完全表達(dá)應(yīng)力、強(qiáng)度以及失效準(zhǔn)則,但在實(shí)際應(yīng)用中,無(wú)法完全考慮應(yīng)力和強(qiáng)度的真實(shí)情況,只考慮一些影響S和R的重要物理量,一些影響很小的量或者未知的變量被忽略掉。為了使求解結(jié)果更加貼近實(shí)際情況,必須對(duì)應(yīng)力、強(qiáng)度以及失效準(zhǔn)則進(jìn)行相應(yīng)的簡(jiǎn)化或假設(shè),任何一個(gè)方面的簡(jiǎn)化或假設(shè)必然帶來(lái)模型上的不確定。


2. 失效概率模型


  由模型簡(jiǎn)化或假設(shè)引起的不確定性,在人們沒(méi)有完全認(rèn)識(shí)事物機(jī)理的情況下是不可避免的。根據(jù)經(jīng)典的隨機(jī)可靠度理論,既要考慮物理量的隨機(jī)性,又要考慮模型的不確定性。對(duì)于失效概率模型的不確定性的影響,可以通過(guò)增加一個(gè)隨機(jī)變量的方法解決。


  即,對(duì)于應(yīng)力腐蝕斷裂失效來(lái)說(shuō),結(jié)構(gòu)的真實(shí)狀態(tài)


式 40.jpg


  根據(jù)中心極限定理,認(rèn)為H近似服從正態(tài)分布。對(duì)于H的參數(shù),當(dāng)樣本容量較大時(shí),可以采用無(wú)偏估計(jì)量進(jìn)行估計(jì);樣本容量較少時(shí),可以采用貝葉斯進(jìn)行估計(jì)。目前,分析應(yīng)力腐蝕失效概率模型不確定的資料比較少,因此,有關(guān)模型不確定性的研究離實(shí)際應(yīng)用還有很大的距離。