在现代石油化工，能源和核工业等领域中，圆柱壳开孔接管结构是压力容器和管道系统最常用的结构之一。开孔不但削弱了容器的强度，而且通常在接管与筒体的连接部位产生应力集中，因此，对该结构进行系统全面的分析成为一个重要的课题，从二十世纪五十年代起它便成了压力容器技术界共同关注的问题之一。　　 国内外许多学者对开孔接管结构进行了大量的研究工作，这些研究大多局限于考虑单一载荷(内压、横向弯矩、纵向弯矩、接管轴向力、接管扭矩等)作用的情况，对多种载荷组合作用下结构强度性能进行的研究比较少。严格来说，这种仅考虑单一载荷作用的研究结果具有很少的工程使用价值。众所周知，在实际使用过程中，大多数此类压力容器往往是受到多个载荷同时作用的，而不是简单地受到某一种载荷的作用。因此，对圆柱壳开孔-接管结构在组合载荷作用下的强度性能进行全面系统的分析具有十分重要的工程意义。　　 本文从试验和有限元分析方法入手对正交开孔-接管结构在内压与接管弯矩共同作用下的强度性能进行了研究，主要工作如下：　　 (1)在内压与接管弯矩单独和共同作用下，对具有不同开孔率的试验模型进行试验研究，测量模型在单一载荷和组合载荷作用下各测点的应变以及接管位移测点处的位移值，绘制出模型的弹性应力分布曲线、关键测点的载荷-应变曲线和位移测点的载荷-位移曲线，研究圆柱壳开孔-接管结构在内压与接管弯矩共同作用下的弹性应力分布规律、弹性应力的叠加规律、载荷对弹性应力的影响，考察组合载荷作用下结构的塑性极限载荷。　　 (2)对试验模型进行三维有限元模拟计算，并得到相应的分析结果。　　 (3)从弹性应力、极限载荷、变形等三个方面对试验结果和有限元计算结果进行比较分析。　　 (4)应用APDL语言建立具有不同do/Di、t/T和Di/T值的正交开孔接管结构有限元模型，计算在内压与接管弯矩组合作用下模型的极限内压或极限弯矩值，通过回归分析得到两极限载荷关系方程的经验式，并进行验证和工程应用。　　 通过上述诸方面的研究得出的结论如下：　　 (1)在模型的开孔-接管区，多种载荷作用下的弹性应力只是简单的叠加，多种载荷共同作用与载荷单独作用时应力集中范围基本不变，附加载荷作用由于应力集中的叠加，部分区域应力水平有所降低，但承载容器的总体结构受力会更加危险。　　 (2)横向弯矩作用产生应力增加较纵向弯矩作用产生应力增加迅速，横向弯矩对内压容器开孔-接管结构强度更危险。相同的内压作用在开孔-接管区纵向截面产生应力增量较横向截面应力增量显著。　　 (3)内压与接管弯矩共同作用下由载荷-位移曲线和载荷-应变曲线确定的极限弯矩间误差比载荷单独作用下两种方法确定的极限弯矩之间的误差更大，通过载荷-位移曲线确定内压与弯矩共同作用下的极限弯矩会使结果偏大。　　 (4)一定量的内压作用可使模型在纵向(横向)弯矩作用下接管纵向(横向)位移有所减少，其影响规律为：随着内压载荷的增加，接管位移先减少后逐渐增加。　　 (5)内压作用能够降低开孔-接管结构的纵向极限弯矩，内压对横向极限弯矩的影响规律为：随着内压的不断增加，横向极限弯矩先增加而后逐渐降低，即：少量内压能够增加开孔-接管结构的横向极限弯矩。　　 (6)通过试验法和有限元分析法得到的结果基本相同，有限元分析法更便利且能够大大降低研究成本，可以通过有限元分析法来研究组合载荷作用下开孔接管结构的强度性能。　　 (7)通过分析和验证，参数化分析得到的内压与接管弯矩共同作用下极限载荷的经验关系方程是可靠的，具有一定的工程实用价值。