本文针对内压圆柱壳大开孔率开孔，分别以接管补强结构、整体锻件补强结构和加强圈补强结构为研究对象，采用三维线弹性有限元数值分析手段，较全面地研究了补强区的应力分布规律，并且用电阻应变测量的方法验证了有限元计算结果的正确性，得到了一些明确而有价值的结论。研究发现，用电阻应变测量的方法测量不到最大峰值应力，而只能测量到最大应力点附近应变片尺寸范围内的陡降的应力场的平均值。为了建立三维有限元模型，采用数学建模的方法，按照DXF文件的格式，编制了计算模型自动生成程序，自动生成三维有限元计算模型。本文所采用的有限元模型在接管与壳体连接处一般均为三个方向尺寸比较相近的六面体，数值计算和实验结果证明了这种三维有限元建模方法的可靠性，为建立三维有限元计算模型提供了一种有效的方法。通过对以上三种补强结构补强效果的对比分析，提出了效果较好的补强结构。在对接管补强结构进行大量的三维有限元应力分析计算的基础上，对其应力集中系数规律进行了分析研究，提出了一种形式简单、便于工程应用的预测应力集中系数(SCF)的计算模式，并用最小二乘法归纳得到了一个多项式形式的应力集中计算公式，该公式是建立在三个无量纲参数λ=d／(1/3)D·T，η=T/D和ζ=(D·t)/(d·T)的基础上。把这个应力集中系数经验公式，与主要基于实验得到的Lind公式、Decock公式、Money公式以及Xie Duan-shou公式进行对比分析，结果发现，所反映出的规律基本相同，特别是Lind和Decock公式，但是，用有限元解经验公式计算出的应力集中系数却明显大于前面提到的其它公式。这主要是因为，用实验的方法只能得到大应力梯度场在应变片范围内的平均应力，而不能得到真正的高峰点应力。由有限元解得到经验公式更接近于实际规律，而且更偏于安全。