管道中存在的各种缺陷影响着其安全性,凹陷作为一种几何缺陷,会造成管道的即时或延时失效,带来人员伤亡、财产损失和环境破坏。本文针对凹陷管道,利用ANSYS进行有限元模拟,对管道凹陷的表面应变、回弹过程及疲劳寿命进行了研究。利用ASME凹陷应变评估方法,通过三次样条和B样条插值对轮廓检测数据以及有限元模拟得到的轮廓数据进行插值计算,得到了凹陷管道表面的等效应变值,通过数据点加密的方式寻找环向及轴向检测的最佳数据点数目。研究表明检测步长会对应变值造成影响,将轴向检测步长定为20mm,环向检测点数目定为64个。建立了管道和压头的有限元模型,模拟外物撞击造成管道凹陷及回弹的过程。分析了回弹量的影响因素,并对回弹过程中管道应力及应变分布和变化情况进行了研究,对比了不同形状压头造成回弹量、应力值和应变值的不同,结果表明,压头类型会影响凹陷管道的回弹量及应力应变状态。对凹陷管道常用的疲劳评估方法进行了总结和算例分析。将有限元加载的应力变化结果与小试件疲劳试验获得的S-N曲线结合,完成了疲劳寿命值的计算。改变管道壁厚,发现壁厚会通过改变平均应力和应力变化量来影响疲劳寿命。