为了实现准确的含裂纹结构的断裂评定,需要纳入面内/面外几何拘束和焊接接头材料拘束的影响。本文通过数值模拟,实验以及理论分析的方法研究了面内与面外统一拘束参数A_p在试样和管道结构断裂预测中的相关应用问题。研究工作及得到的主要结果如下:(1)研究了统一拘束参数A_p在宽范围面内与面外拘束条件下的适用性。结果表明,参数A_p在宽范围拘束条件下,仍可同时表征面内和面外拘束,并可以和材料断裂韧性建立统一关联线,该关联线与标准参考试样的选取无关。(2)研究了参数A_p与材料延性断裂韧性建立关联线的方法。计算给出了建立关联线时,不同拘束试样裂尖等效塑性应变εp等值线的取值范围。提出关联线可以采用少量(最少三个)面内拘束变化的试样或面内/面外拘束同时变化的试样,通过试验结合有限元模拟计算的方法来得到。(3)试验研究了面内/面外几何拘束和材料拘束对焊接接头延性断裂阻力的影响。结果表明,较高的几何拘束使接头区材料的断裂阻力降低;在相同几何拘束时,热影响区较强的材料拘束导致其断裂阻力低于焊缝。(4)研究了基于J-A_p两参数,预测不同拘束试样和含裂纹管道延性断裂的方法。发现基于裂纹动力线(J-A_p1/2关系线)与阻力线(JC/Jref—A_p1/2关联线)相交的方法可以较准确地预测不同拘束试样和管道裂纹的延性断裂韧性和断裂载荷。对于小尺寸的管道裂纹,不纳入拘束时会得到过于保守的预测结果。对于实际中的半椭圆管道裂纹,可采用裂纹最深点处的J-A_p两参数计算进行断裂预测和评定。