压力容器通常用于石油能源工业,容器的安全性十分的重要,而船上结构的压力容器通常是指船上的冷凝器,一旦发生泄漏后果不堪设想。现如今对于在服役压力容器而言,焊接位置处的一处微小裂纹也可能导致结构最终整体的破坏,因此通过断裂力学方法来研究压力容器的安全性就显得十分必要。而在对压力容器进行数值模拟时,裂纹的奇异特性对传统有限元法造成了一定的不便,故引入扩展有限元法来弥补压力容器领域断裂问题数值模拟的不足。本文将主要以扩展有限元法为主,含缺陷压力容器为研究对象,断裂力学做为指导,进行如下工作:1、介绍压力容器以及扩展有限法在国内外的研究状况,断裂力学方法在应用到压力容器领域时所存在的一些问题。2、对断裂力学理论及方法进行阐述,详细介绍不同种类的裂纹种类、应力强度因子、裂纹起裂、裂纹扩展等概念,对疲劳裂纹的扩展机理以及裂纹体的剩余寿命计算方法进行了一定的叙述。3、通过扩展有限元法的基础理论,分析其不同于传统有限元法重复划分裂纹尖端网格的特点,并应用Abaqus平台实现扩展有限元法的数值仿真,对三维裂纹体下的贯穿裂纹尖端的应力强度因子进行相关的数值计算,再根据应力强度因子手册查找相关理论解,进行理论验证,对计算误差做出适当分析。4、将扩展有限元法应用到压力容器结构之中,在有限元法的基础上结合相关设计规范,计算裂纹缘上不同深度、不同裂纹长时的应力强度因子。此外,通过规范方法的计算,验证扩展有限元法的计算精度是否合理,并结合MATALAB计算含裂纹体的临界尺寸、剩余寿命等断裂力学参量。5、研究共面多裂纹作用下,三维应力场的分布与单独裂纹作用时的分布的比对,给出裂纹尖端、裂纹前沿的应力强度因子计算结果,并进一步研究应力强度因子随着不同因素影响的变化关系。