采用有限元分析软件ANSYS，对常见等径三通进行数值模拟分析，求得内压与弯矩联合作用下的塑性极限载荷有限元解；研究了不同比例内压、面外弯矩联合载荷作用下，底部减薄尺寸对三通失效模式和极限承载能力的影响。研究结果表明，无量纲化的底部减薄深度c≥0．4时，缺陷的存在才会对三通极限承载能力有显著影响。内压较大时，轴向减薄尺寸是造成底部塑性失效的主要因素。通过对大量算例的拟合，提出了压弯联合载荷作用下含底部减薄三通的塑性极限载荷工程估算公式。

利用非线性有限元方法对含局部减薄缺陷弯头建立三维有限元模型，分析了在单一内压作用下弯头的弯曲半径、局部减薄缺陷的尺寸以及位置对塑性极限载荷影响，总结出含局部减薄缺陷弯头的塑性极限载荷的变化规律，得出相同弯曲半径和相同尺寸的局部减薄缺陷位于弯头内拱处时，弯头的塑性极限载荷值最小，位于弯头外拱处时其塑性极限载荷最大的重要结论，为含缺陷弯头的安全评定提供了一定的理论依据．

弯管在管线中通常是承受应力较大的元件,极限载荷相应较低.为充分发挥结构的塑性极限承载能力,对弯管的塑性极限载荷进行理论分析,利用von Mises屈服准则,推导出内压和扭矩联合载荷作用下等厚弯管、非均匀壁厚椭圆弯管的塑性极限压力.实验验证了理论分析的正确性.

在几个简化假设的前提下，采用弹塑性有限元方法，系统分析了内压下含轴向裂纹的等径焊制三通的极限载荷及其变化规律。分别给出了含轴向裂纹、穿透型裂纹及表面裂纹的三通极限载荷的估算公式，并将估算公式计算出的值与有限元数值解进行了比较。结果表明，深短裂纹和浅表面裂纹对极限载荷影响很小，内表面和外表面两种裂纹形式对极限载荷的影响差别不大；可采用外表面裂纹来分析；给出的估算公式具有较高的精度和合理的保守性。

在几个简化假设的前提下，采用弹塑性有限元方法，系统分析了内压下含轴向裂纹的等径焊制三通的极限载荷及其变化规律。分别给出了含轴向裂纹、穿透型裂纹及表面裂纹的三通极限载荷的估算公式，并将估算公式计算出的值与有限元数值解进行了比较。结果表明，深短裂纹和浅表面裂纹对极限载荷影响很小，内表面和外表面两种裂纹形式对极限载荷的影响差别不大；可采用外表面裂纹来分析；给出的估算公式具有较高的精度和合理的保守性。

目前对于管道三通在内压和弯矩联合作用下的塑性极限载荷累积规律有三种不同的观点,即线性方程累积、抛物线方程累积和圆方程累积模式.文中采用非线性有限元方法分析内压与弯矩联合作用下(包括面内弯矩和面外弯矩两种形式)管道三通的塑性极限载荷,结果表明其累积形式基本上介于抛物线方程和圆方程之间,并且与结构几何参量有关.最后在数值分析的基础上提出复杂情况下考虑几何因素的三通塑性极限载荷工程估算式,并用试验结果进行验证.

弯管形状和受载复杂,是管系中的薄弱环节,因此弯管塑性极限载荷的研究在学术和工程上都有重要意义.本文介绍了弯管塑性极限载荷的研究现状、存在的问题及发展趋势.

对圆柱形容器在接管外载荷作用下的塑性极限载荷进行了研究.两台专门设计,制造的试验容器被用于进行试验,并将试验结果与三维有限元数值模拟结果进行了比较.研究表明上述两种方法获得的接管塑性极限载荷基本一致,均可用于确定设备的塑性极限外载荷.

到目前为止，还没有文献给中向裂纹管道在非对称弯曲及扭转组合变形时的塑性极限载荷计算公式。文中根据净截面垮塌准则用沙堆比拟法分别求出埋藏裂纹、外表面裂纹、内表面裂纹、穿透裂纹管道发生扭转变形时的塑性极限扭矩；给出含周向裂纹薄壁管道横截面上的剪应力分布规律，其塑性极限扭矩等于一个闭口薄壁截面与一个开口薄壁截面圆环的塑性极限扭矩之和，闭口薄壁截面的壁厚为管道壁厚减裂纹深度；开口薄壁截面的壁厚为裂纹的深度。推导了各种周向裂纹管在内压、轴力、扭矩及非对称弯矩共同作用时的塑性极限载荷关系式，并由此给出其他一些组合变形时的极限载荷计算公式。本文结果可供管道安全评价时参考。

目前对承受弯矩的裂纹管道的塑性极限载荷的研究一般都只限于纯弯矩,而工程实际中承受弯矩载荷的管道大部分是横力弯矩,截面上同时存在正应力和剪应力,尤其是管道的跨度较短,所受的横向力较大时,剪应力对管道的极限承载能力有较大的影响.基于以上考虑,建立了含周向裂纹管道在横力弯矩组合载荷作用下的塑性极限分析模型,推导了包含埋藏裂纹、内表面裂纹、外表面裂纹和穿透裂纹等不同裂纹形式在拉力、横向力及内压作用下的极限载荷计算公式,计算公式可用于周向裂纹管道在各种载荷条件下的安全可靠性评估.