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基于10CrNi5MoV高强度钢建造的耐压结构,在特定节点位置如锥柱结合壳部位,由于结构刚度和连续性发生突变,引起附加弯矩,形成局部节点位置的压弯组合应力,而高强度钢自身的材料及工艺特性,以及结构节点焊缝焊趾位置的应力集中效应,使得耐压结构上述典型节点位置成为结构断裂及疲劳破坏的热点区域。基于该高强钢建造的耐压结构,其裂纹扩展问题不可忽视。在基于10CrNi5MoV钢的《结构疲劳计算准则》中,采用Newman-Raju公式及Paris公式校核耐压结构的疲劳裂纹扩展寿命。Newman-Raju公式原用于求解拉弯组合应力状态下半椭圆表面裂纹的应力强度因子,而耐压结构特定节点位置处于压弯组合应力状态,在特定压弯比时直接使用Newman-Raju公式难以有效地进行疲劳裂纹扩展分析。本文在该《结构疲劳计算准则》的框架下,通过数值仿真和疲劳试验对理论公式加以分析和修正,寻求既符合物理机制、又适用于工程实践的方法,对10CrNi5MoV钢耐压结构进行疲劳寿命评估。主要包括以下四个方面的内容:1)针对半椭圆表面裂纹应力强度因子的基准计算参数,使用NASGRO软件计算压弯组合应力状态下的应力强度因子,证明采用NASGRO计算应力强度因子不仅能够保证足够的精度而且具有更高的计算效率。综合考虑裂纹深度与板厚比a/t、裂纹形状比a/c及压弯比α对应力强度因子的影响,使用Newman-Raju公式和NASGRO分别计算压弯组合应力状态下系列尺寸半椭圆表面裂纹的应力强度因子,对比分析计算结果,给出了在工程误差范围内Newman-Raju公式计算压弯组合应力状态下的应力强度因子的建议适用范围。2)采用实板厚平板对接焊试件分别开展弯曲载荷疲劳试验和压弯组合载荷疲劳试验。试件断裂位置均发生于焊缝焊趾位置,且试件断口可观察到明显的“半椭圆”裂纹扩展形貌。对比试验数据可知,压应力的存在在一定程度上能够减缓疲劳裂纹的扩展速率。直接采用Newman-Raju公式并结合Paris公式计算试件的疲劳裂纹扩展寿命,与试验结果相比,考虑应力集中将得到偏于安全的结果,若不考虑应力集中,对弯曲载荷疲劳试验试件,结果较为吻合,而对压弯组合载荷疲劳试验试件,所得结果偏于危险。3)考虑应力集中效应对裂纹扩展寿命的影响。采用子模型法分别计算了弯曲载荷单独作用和压力单独作用时耐压结构环焊缝焊趾位置的应力集中系数Ktm和Ktc,以此对结构节点位置的名义应力状态进行修正。考虑因压应力导致平均应力的变化对裂纹扩展寿命的影响,引入相当弯曲应力σmeq,通过与试验数据的对比,确定采用Morrow转换式计算压弯组合应力状态的等效应力。引入弯曲应力修正系数f（σ）,体现相同压弯比时不同外表面最大总应力对裂纹应力强度因子的影响。4)综合考虑应力集中效应、平均应力和压弯比、外表面最大总应力对裂纹扩展速率的影响,对Newman-Raju公式进行一定的修正,给出用于压弯组合应力状态下半椭圆表面裂纹的应力强度因子计算式,并结合Paris裂纹扩展速率计算式,建立10CrNi5MoV钢耐压结构的疲劳裂纹扩展寿命计算模型。该模型计算结果与试验数据相比,基本处于工程允许的误差范围之内,且结果偏于安全。本文建立的10CrNi5MoV钢耐压结构疲劳裂纹扩展寿命计算模型,对基于10CrNi5MoV钢建造的耐压结构实际产品的疲劳寿命评估提供技术支撑,具有较为重大的工程意义。