远海服役的海洋平台结构不可避免地发生疲劳破坏,含裂纹损伤结构的剩余疲劳强度评估是全生命周期结构安全评估的重要一环,对指导结构维护和修理至关重要。目前工程上,通常使用疲劳裂纹扩展方法,模拟含裂纹损伤结构的疲劳裂纹扩展路径,并评估其剩余疲劳寿命。但传统的有限元方法要求裂纹尖端附近的有限元网格划分得十分精细来准确捕捉尖端的应力-应变场,并且需要不断地重新划分有限元网格来模拟裂纹的扩展,其计算效率十分低下。因此,有必要提出更为便捷快速的剩余疲劳强度评估方法。本文基于ABAQUS平台,提出一种结合了三维扩展有限单元法和直接循环法的疲劳寿命评估方法,实现了复杂载荷下裂纹的任意扩展和疲劳寿命预测,并将此方法用于实际工程结构的剩余疲劳强度评估。本文首先利用Python语言,编写了等效积分区域法的裂纹尖端J积分计算程序,计算平面和三维模型的裂纹尖端应力强度因子,验证了基于ABAQUS平台的扩展有限单元法的正确性。并且,基于并基于水平集方法,编写了搜索裂纹面位置的Python语言程序,实现了ABAQUS平台上,扩展有限单元法计算后的裂纹面提取,从而计算裂纹长度。在此基础上,本文融合了直接循环法和基于能量释放率的Paris公式,模拟边缘穿透裂纹和圆形开孔边缘裂纹在交变恒幅载荷下的疲劳过程,形成一套含裂纹损伤结构的疲劳裂纹扩展分析方法,并证明了该方法的可行性和正确性。原算法的基础上,本文增加了疲劳裂纹扩展速率检查算法,在每一个裂纹扩展子步的计算过程中,检查裂纹扩展速率。此算法避免了因虚拟裂纹闭合技术对能量释放率的计算错误而导致的疲劳寿命评估错误,增加了算法的鲁棒性。最后,利用本文提出并修改的疲劳裂纹扩展分析方法,研究了真实海洋平台上含裂纹损伤的加筋板结构和管节点结构的疲劳行为,与试验数据和传统有限元结果,验证了算法修改合理性和正确性,并将本文方法推广至工程应用。