受加工制造、使用条件等各种因素的影响,各种缺陷不可避免的会残留在结构或工程设备中,同时在服役中也会产生各种类裂纹缺陷。在设备运行的过程中,由于振动、冲击加载等原因,上述缺陷将进一步衍生成裂纹,从而给安全生产造成严重的安全隐患。应力强度因子是线弹性断裂力学中的关键物理参量,在结构完整性评定、可靠性评价以及剩余寿命分析中发挥着重要的作用。构造简单而有效的应力强因子计算方法对保障石油化工行业的安全生产具有重要的工程实际价值。本文利用守恒律J2,建立了一个求解三维复杂异形板壳结构应力强度因子的求解方法。首先,本文对守恒律积分在三维问题和平面问题中的特点进行了研究,分析了其应用在求解应力强度因子方面的规律。这些规律是利用守恒积分建立开裂结构应力强度因子求解方法的理论源头。利用守恒律求解应力强度因子的核心与关键问题是如何根据具体研究对象的结构特点、载荷特点以及守恒律的计算特点等合理设计积分回路。文中通过选择K-控制区的积分路径,成功地将应力强度因子引入守恒积分,并使其转化为求解应力强度因子的方程。该方程的建立,显化了守恒律中的J2-积分在求解应力强度因子方法中的地位和作用。其次,深入研究了含周期裂纹薄壁加筋板多种构型下的应力强度因子求解问题。尽管薄壁加筋板构型属于典型的三维有限边界裂纹问题,但仍然可以通过将远场截面应力分布特点、裂纹尖端K-控制区平面应变特点以及板壳结构大面积自由面等特点结合,来创建一个基于守恒积分的应力强度因子计算方法。最后,将建立的应力强度因子求解方法求得的弯曲载荷作用下薄壁加筋板周期裂纹应力强度因子解与有限元数值解进行了对比分析,结果表明由初等材料力学方法计算的横截面应力场所引入的误差在工程应用上是可以接受的。进一步表明了本文中建立的求解应力强度因子的技术路线是可行的,尤其可用在三维复杂裂纹结构的应力强度因子的求解问题中,且运算过程十分简易、灵活,能够得到封闭解。