现代工程结构中薄壁柱壳结构因其优异的力学性能和简便的施工方法而被大量的应用。钢材在生产、加工、运输过程中不可避免的会存在各种缺陷,如冶炼时由于生产技术的限制会在内部产生气泡、夹渣,加工运输过程中会在材料表面造成损伤。对于薄壁钢结构来说这些缺陷会使得材料在截面应力远小于屈服强度时发生断裂破坏。现有的薄壁钢结构设计一般按照强度理论来保证结构的安全性与耐久度,对于广泛存在于构件中的缺陷—裂纹的存在并没有进行深入的考虑,只是简单地通过设计冗余度来考虑裂纹存在对于材料强度的影响,并不能精确地反映裂纹对于构件强度的影响。含裂纹的薄壁壳体结构的安全性一直是工程界的普遍关注和研究的重要问题,要建立薄壳结构的安全性评价方法,必须研究含裂纹的薄壁壳体结构的断裂力学行为,基于此,本文的研究内容主要有:(1)拉伸荷载作用下含斜裂纹的薄壁圆柱壳结构的断裂力学行为的研究。本文利用有限元分析软件ANSYS研究含斜裂纹薄壁柱壳的断裂力学行为,计算含裂薄壁构件在拉伸作用下的应力强度因子值,分析了裂纹长度x、拉应力s大小、裂纹的倾斜角度b等因素对拉伸作用下薄壁柱壳上斜裂纹的应力强度因子影响,并将计算结果与现有的计算结果进行对比来验证其可靠性。(2)拉弯组合荷载作用下含斜裂纹的薄壁圆柱壳结构的断裂力学行为的研究。研究拉弯组合荷载作用下裂纹长度x、裂纹倾斜角度b、弯矩M等因素对拉弯组合荷载作用下薄壁柱壳上斜裂纹的应力强度因子影响。重点研究弯曲荷载对应力强度因子影响,最后通过数值计算结果拟合出应力强度因子随ξ和β的变化曲线,方便工程设计使用。(3)应用复合型裂纹的最大环向拉应力理论,通过改变裂纹尖端奇异单元的数量,找出最大环向拉应力所处单元的节点,通过环向拉应力最大的单元节点计算I-II复合型裂纹的起裂角q。通过有限元模拟计算与理论分析结果可以得到斜裂纹的起裂方向主要由其倾斜角度控制,与裂纹长度关系不大,所以在含斜裂纹的结构中要注意裂纹的方向对裂纹扩展方向的影响。