T型圆钢管相贯节点作为一种应用于钻井平台、体育馆和航站楼等场所的基本支撑结构,并且长期处于如潮汐、海浪和风等交变循环荷载作用下,在一定的服役期后相贯节点极大可能呈现疲劳破坏的特征,这就需要对相贯节点展开疲劳裂纹扩展的研究。本文借助Paris公式结合扩展有限元法对T型圆钢管极易产生的疲劳裂纹展开研究,主要涉及研究工作如下:(1)在考虑焊接圆管相交处几何复杂性的基础上,采用Python语言对接ABAQUS二次开发的前处理接口(MDB相关接口)编写自动生成T型焊接相贯节点有限元模型的高效建模程序,为类似焊接管结构建模提供一种较为省力和高效的解决方案;(2)对带初始裂纹的单向受拉板进行了裂纹扩展形态和应力强度因子计算分析。在不同初始裂纹尺寸、加载条件和试件几何参数等影响因素下,得出了XFEM计算解与解析解误差在3%范围内,精度满足要求,分析了裂尖单元的应力状态变化,从而验证了XFEM分析裂纹扩展行为的精确性和合理性;(3)应用XFEM探讨了T型圆钢管相贯节点疲劳初始裂纹尖端的应力强度因子在不同网格尺寸、初始裂纹角度下的应力强度因子的影响规律。分析结果表明,鞍点处初始裂纹角度不同,裂纹前沿应力强度因子分布规律大致相同,但是大小值有较大差异,垂直于主管壁厚方向(90°方向)的裂纹产生最大的应力强度因子值。在同一初始裂纹状态下,网格密度越大,应力强度因子达到稳定时的积分半径就越小;(4)针对T型圆钢管相贯节点可能发生疲劳破坏的位置,应用XFEM结合断裂力学疲劳裂纹扩展公式(Paris公式),进行了裂纹尖端应力强度因子幅值和裂纹扩展增量的计算分析,得出节点在鞍点处的疲劳裂纹扩展寿命。(5)分析了初始裂纹位于鞍点位置处的扩展特点表现为:在裂纹未穿透主管壁厚之前的阶段,裂纹在径向和环向皆扩展较为缓慢,随着扩展的进行,径向的裂纹扩展速率低于环向的裂纹扩展速率,裂纹贯穿壁厚之前的裂纹扩展寿命占据了节点总疲劳扩展寿命的80%～95%;当裂纹贯穿整个主管壁厚以后,裂纹的扩展速率发生显著加大,直到裂纹扩展行为结束,节点发生失效。本论文有图56幅,表14个,参考文献82篇。