为了预防事故的发生，需要对结构进行准确的完整性评定。目前已经颁布的含缺陷结构的完整性评定规范有很多，如中国的GB/T 19624-2019《在用含缺陷压力容器安全评定》 [1] 、英国的R6 [2] 和BS7910 [3] 、欧洲的SINTAP [4] 和FITNET Fitness-for-Service (FFS)法 [5] - [8] 、美国的ASME [9] 、日本的IST法 [10] 等，其所使用的评定方法都需要准确计算含裂纹结构的断裂韧性。然而，含裂纹结构的断裂韧性受裂尖拘束的影响。

拘束是结构对裂尖区域材料塑性变形的阻碍，它的影响因素包括裂纹尺寸、结构几何、材料性能失配、加载方式等方面，拘束的降低会导致断裂韧性的提高 [11] 。

为进行准确的完整性评定，需在评定中纳入拘束的影响，为此，一系列拘束参数被相继建立。这些参数主要包括：Williams [12] 提出的T应力参数，后被成功用于表征拘束对不同尺寸试样断裂韧性的影响 [13] - [15] ；O’Dowd和Shih [16] 定义的Q参数，主要衡量拘束对裂尖应力场的影响；Guo [17] - [20] 提出的T_z参数，后被广泛用于表征面外拘束。随着研究的深入，统一拘束参数被相继提出，如β_T [21] ，φ [22] ，A_p [23] [24] 和A_d [25] 等。

基于拘束参数A_p，Yang等 [26] 提出了一种实际结构拘束相关断裂韧性的确定方法。然而，对于该方法中所需要计算的裂尖等效塑性应变(ε_p)等值线所围绕区域的面积、拘束参数A_p，需要手动截图、测量、计算，过程复杂且容易引入误差。对于所需要用到的J积分，需要手动提取。为了提高计算精度和效率 [27] ，希望可以编写预测程序，通过预测程序实现数据的自动提取与计算，最终实现拘束相关断裂韧性的实时预测，这将有助于提高预测效率和精度，且有助于该方法的工程应用。

鉴于此，本文基于Yang等 [26] 提出的实际结构拘束相关断裂韧性的确定方法，以单边缺口弯曲(SENB)试样和紧凑拉伸(CT)试样为对象，对拘束相关断裂韧性预测程序进行开发，以实时自动提取J积分，实时自动计算ε_p等值线所围绕区域的面积及对应的拘束参数A_p，最终实现拘束相关断裂韧性的实时计算和预测。

在文献 [26] 中，提出了实际结构拘束相关断裂韧性的确定方法：建立材料的断裂曲线( $J_{\text{C}}/J_{\text{ref}}-\sqrt{A_{\text{P}}}$关联线)；获得含裂纹结构的开动力曲线( $J/J_{\text{ref}}-\sqrt{A_{\text{P}}}$关联线)；两条曲线的交点即为试样的起裂点，起裂点所对应的断裂韧性值即为含裂纹结构的拘束相关断裂韧性。其中，拘束参数A_p定义为

$A_{\text{P}}=A_{\text{PEEQ}}/A_{\text{ref}}$(1)

A_PEEQ是ε_p等值线所围绕区域的面积，A_ref是标准试样中ε_p等值线所围绕区域的面积。

核电压力容器用钢A508的断裂曲线和某一结构的开动力曲线如 图1 所示。其中， $J_{\text{ref}}$= 509.5 kJ/m²，为标准试样断裂韧性，选用ε_p= 0.2等值线所围绕区域的面积对A_ref和A_p进行计算。后文将基于该断裂曲线对含裂纹结构拘束相关的断裂韧性进行预测。

本文基于统一拘束参数A_p及拘束相关断裂韧性确定方法，采用Matlab软件编写了包含Python脚本的拘束相关断裂韧性预测程序。基于编写好的程序，以SENB试样和CT试样为研究对象，对不同拘束下各试样拘束相关的断裂韧性进行了预测。所得主要结论如下：

1) 程序主要包括3个模块：ODB&MAT模块，Auto Monitor模块和Manu Monitor模块，其工作流程主要包括5个步骤。

2) 程序可实时自动提取J积分，实时自动计算ε_p等值线所围绕区域的面积及对应的拘束参数A_p。

3) 程序实现了拘束相关断裂韧性的实时计算和预测，通过预测程序所确定的拘束相关断裂韧性与文献中所确定的在10%误差带内。

4) 该程序实现了对监测对象预测的可视化，且有助于提高预测精度。

国家自然科学基金资助项目(52311530067)。

^*通讯作者。