介绍

IWM VERB是一种PC程序，用于含裂纹类缺陷部件的断裂评估。该程序的计算基础包括弹性和弹塑性断裂力学的方法和解，评估方法遵循国际公认的准则和文件，如SINTAP, R6, BS 7910, API 579，德国FKM准则，FITNET。应用领域主要包括静态或循环载荷作用下的金属构件，但非金属材料也可以考虑，只要它们的行为可以用传统断裂力学概念来描述。

VERB是“Versagensbewertung von rissbehafteten Bauteilen”的字母缩写，意为“裂纹部件的失效评估”。自1988年以来，该项目一直在弗莱堡的弗劳恩霍夫材料力学研究所(Fraunhofer Institute for Mechanics of Materials IWM)进行开发。

注意，VERB是一种计算工具，不能替代用户的专业知识。如有疑问，用户应参考由特定行业部门批准的适当指南或设计规则。

n 1980年代在Frauhofer IWM上开发，最初是为了支持数值团队并促进断裂力学计算

n 首先以“ IWM BETA”为名

n 继承“VERB”-自1987年

n 自1988年以来对外部客户可用

n 首批客户：German TÜVs (members of Technical Inspection Association), power generation companies

n 从1988年到2007年：7个程序版本

n 2007年：版本8.0

n 2012年：版本8.1

n 2018年：版本8.2

应用领域

VERB软件的应用领域非常广泛，涉及到以下领域。

VERB软件的用途

VERB可用于评估裂纹类缺陷对组件完整性或剩余寿命的影响。考虑到的缺陷或裂纹可能是真实的或假设的裂纹，这取决于分析的特定目标。该程序提供了静态、循环和瞬态加载的计算工具。大多数计算可以在单模式和多模式下执行。在后一种情况下，一些输入数据被认为是变化的或离散的参数。此外，该程序还包括一个用于概率计算的模块。

VERB程序可用于评估裂纹状缺陷对组件强度或剩余寿命的影响。所涉及的缺陷可能是真实的或假定的裂纹，具体取决于分析的特定目标。该程序在静态或循环加载时提供计算工具。

静态载荷下的计算包括:

l 基于失效评估图（FAD）方法的裂纹萌生或不稳定性断裂评估；

l 确定选定的裂纹几何形状的应力强度因子;

l 加压圆柱和球形零件的断裂前泄漏（LBB）分析；

l 圆柱和球形构件中贯穿厚度缺陷的泄漏面积估计；

l 临界条件的确定——临界裂纹尺寸、临界载荷、临界断裂韧性；

l 根据bs7910[3]或API 579[4]使用部分安全系数(PSF)方法进行半概率分析。

循环加载时的计算包括:

l 确定裂纹从初始尺寸扩展到最终尺寸所需的循环次数;

l 确定给定初始裂纹尺寸和若干载荷循环的最终裂纹尺寸;

l 裂纹部件的抗疲劳性能。

大多数计算可以在单模式和多模式下执行。在后一种情况下，一些输入数据被认为是变化的参数。

程序以标准或专家版本发布。标准版本包括除LBB和PSF计算之外的所有基本分析功能。此外，专家版还允许选择应力强度因子和塑性极限荷载的解决方案,而在标准版中，每个裂纹几何形状只有一个（通常是最通用的）解决方案。

最新版本有哪些更新

VERB 8.2已经作为之前版本7的主要修订版本发布。为了方便精确的断裂力学计算，并改善用户和程序之间复杂的数据交换，新版本使用了现代软件工具，包括面向对象编程和Microsoft . net Framework技术。进一步的目标是统一对各种计算模型的数据处理，并建立一个可以很容易地扩展的软件框架，以纳入断裂力学和服务适配性评价领域的未来发展，以及具体用户的需要。

8.2版本最重要的新特性是:

l 新的图形用户界面，允许更灵活的数据输入和控制;

l 独特而灵活的负荷参数输入，适用于所有模型和计算类型;

l 对大多数构件和裂纹几何形状的应力强度因子和极限荷载参数进行增强或/和新的求解;

l 将临界条件和储备因素的计算作为失效评估分析的一项综合任务;

l 压力管道和容器破裂前泄漏的计算

l 加强疲劳裂纹扩展的计算，包括数据输入和积分程序;

l 提高了大多数计算类型的数值算法的精度和稳定性;

l 扩展选项集，控制计算性能，处理和查看输入数据和结果，管理数据分配;

l 概率计算

对于Version 7的用户来说，一个基本的限制是，由于输入数据结构不同，在旧程序版本中生成的输入文件不能在Version 8中读取。

VERB软件的计算基础

在静态(单一，单调)加载下，使用FAD方法对动词进行故障评估。后者是一种考虑裂纹尖端局部应力和应变集中以及裂纹段塑性变形发展的弹塑性断裂力学工程方法。然后，分析结果将显示在故障评估图中，显示评估点相对于评估(极限)曲线的位置。

通过对材料特定的裂纹扩展方程积分，计算了在一定初始裂纹尺寸下，循环荷载作用下的裂纹扩展。VERB包含多种疲劳裂纹扩展方程，包括表格输入，避免了分析数据拟合的需要。循环加载参数可以作为恒幅加载、谱数据、加载历史函数以及雨流矩阵来提供。

各种应用程序处理加载情况，包括时间相关的应力和温度场或随机非比例应力变化在预期裂纹平面。VERB中还有一个附加的“瞬态分析”模块，可以帮助处理这些情况。

如果在分析中考虑了不确定或分散的输入数据，VERB可以通过使用部分安全因子方法或直接运行概率计算得到正确的解决方案。概率模块包括许多有用的附加组件，用于统计数据处理、使用不同分布函数的数据逼近、统计假设的验证等。

计算模型

计算模型是通过为所选的几何形状分配适当的应力强度因子和极限荷载解来完成的。这是在VERB的标准版本中自动完成的，而用户可以在专家发布中选择不同的解决方案。使用几种解的基本原理是，这些解对于裂纹和构件几何形状通常具有不同的适用性范围，以及描述裂纹平面内应力分布的不同可能性。此外，由于在VERB中实现的一些解决方案包含在通用的裂缝评估规范和指南中，因此用户可以根据各自的规范执行分析。

分析模型的输入选项包括:

l 结构模型

l 加载类型

l 裂缝类型

l 裂缝方向

l 裂纹的位置

VERB有以下结构(组件)模型:

l 板

l 带孔的板

l 空心圆柱体

l 圆棒

l 旋转载荷下的圆棒

l 球

l 焊接柱面与钢板的强度不匹配

l 标准样品

裂纹组件的加载由下列选项之一定义:

l 载荷分量:这些可以是拉力或薄膜应力、弯矩或弯曲应力、内部压力

l 1D应力剖面σ(x);这里的坐标轴x指向厚度方向

l 在预期裂纹平面内的二维应力剖面σ(x,Y)，这里坐标轴x点在厚度方向，坐标轴y点在长度方向

l 应力剖面可以与载荷分量叠加

VERB中可用的裂纹模型有:

l 恒定深度扩展表面裂纹

l 恒定深度的扩展嵌入裂纹，

l 半椭圆形表面裂纹

l Quarter-elliptical角裂纹

l 椭圆内嵌裂纹

l 圆内嵌裂纹

l 穿过厚度的裂纹，且裂纹前端是直的。

裂缝方向参数为

l 空心圆筒和圆钢模型有缺陷，这个参数不适用于板和球。其具有两个方向方向轴向或圆周方向；

l 裂纹位置参数适用于空心圆柱体或球体中的表面裂纹，是指组件表面的内部或外部；

(一) 通过用保守的线性轮廓替换应力分布来计算承受非均匀一维应力分布的椭圆形嵌入式裂纹的应力强度因子。

(二) 更高版本的程序将提供2D应力剖面的解决方案。

(三) 在以后的程序版本中将提供半椭圆形嵌入式裂纹的解决方案。

程序的接口，输入和输出

VER软件为单个文档界面，多个对话框应用程序。 因此，输入和输出信息以几种窗口形式分开，并有可能在不同窗口之间切换并处理相应的输入或输出数据。 输入窗口中的大多数数据可以按任意顺序独立处理。 但是，如果在基本模型定义和数据处理之间出现冲突，则相应的数据可能在进一步的计算中变得无效。 例如，当完成中空圆柱体的分析输入然后选择板或球作为组件模型时，将忽略与内部压力或拉力和弯矩有关的数据线。

完成后，可以在以后的程序会话中存储，使用或更改输入数据。 输入文件以XML格式保存。 二进制和文本格式用于保存其他数据，例如 应力分布，应力-应变曲线，疲劳裂纹扩展数据。

分析结果可以在计算之后立即以表格或图表的形式显示。 然后可以将包含输入数据，分析结果以及所选图表的协议保存为PDF文档。 另外，可以生成ASCII格式的协议。 标准的复制和粘贴功能允许在Microsoft®文档或数据表之间共享图表和相关数据集。

支持功能

组件图显示在大多数输入窗口中，以帮助用户提供有关破裂组件的几何形状和加载参数的正确信息。 所有列表数据，包括疲劳裂纹扩展方程，均视为X-Y图。 通过单击鼠标右键，可以将图表图像或相应的数据集复制并粘贴到其他文档中。

提供了可选参数的扩展选择，以影响或控制计算精度和时间，定义数字和输出表的格式，设置工作目录或解决特定问题。

如果输入数据不完整或在开始计算时出错，将显示一个错误列表。然后请求用户完成或更正输入。