随着断裂力学理论的不断成熟以及计算机技术的飞速发展，断裂力学在工程中得到了广泛的应用。目前，应用断裂力学理论对在役压力管道进行安全评定具有十分重要的意义，但是对于一些含裂纹缺陷结构进行安全评定仍然缺乏可以直接利用的断裂参数值。本文以断裂力学为基础，采用有限元分析方法，借助ANSYS有限元分析软件，对焊制异径三通进行了研究。包括： （1） 建立了无缺陷焊制异径三通的有限元模型并对其进行应力分析。结果表明：内压作用以及内压弯矩联合作用时，三通的肩部和腹部均存在较大的应力集中，是三通的危险部位，这两处容易出现裂纹。 （2） 确定了肩部含轴向穿透裂纹焊制异径三通有限元模型的建立方法。选择单元SOLID95和单元SOLID45建立了含中心穿透裂纹平板和含轴向穿透裂纹直管的有限元模型，计算了不同尺寸的K_I值，并将计算得到的K_I值与Kumar提供的平板K_I解以及EPRI提供直管K_I解比较，发现计算值的误差在工程允许范围之内，证明所选择的单元和所使用的建模方法是正确的。 （3） 研究了不同支管管径、不同管长尺寸的影响，选择了三通实体模型；研究了管轴向、管环向、管壁的单元分布的影响，建立了三通有限元模型，最终的有限元模型既能满足精度要求又能节省计算时间。 （4） 计算了内压载荷，弯矩载荷下各几何尺寸和裂纹尺寸三通的应力强度因子K_I，进一步换算成形状因子F并拟合成公式。 （5） 给出了全塑性解系数h₁数据库。通过处理ANSYS中材料非线性的定义，引入了材料幂硬化指数n。利用ANSYS提供的APDL语言编写了J积分求解程序，求解了内压载荷、不同载荷比的内压弯矩联合载荷下，不同裂纹尺寸、不同壁厚三通的J积分值，并根据EPRI工程方法处理得到全塑性解系数h₁。 （6） 绘制了失效评定曲线并与GB／T19624-2004二级评定曲线相比较。根据计算的F值和h₁值，利用CEGB新R6选择3曲线方程结合EPRI工程方法作出了失效评定曲线并与GB／T19624-2004二级评定曲线作了比较分析，发现结构形状特性直接影响了塑性区修正的尺寸，由此将对失效评定曲线产生较大影响。