管节点是海洋结构物中的典型构件,也是最容易出现损伤的构件。由于管节点结构的不连续性,以及在焊接加工的过程中存在的焊接工艺的缺陷,导致管节点主管和支管的相贯区域存在较高的应力集中。此外,风、浪、流等交变载荷的复杂海洋环境更容易让管节点出现疲劳断裂破坏,管节点的疲劳寿命也直接影响了海洋结构物的服役寿命。为了避免管节点结构的疲劳断裂,需要提前对管节点含裂纹部位的应力状态进行评估。准确而快速地评估管节点焊趾部位表面裂纹应力强度因子对解决工程实际问题具有重要的意义。目前已有学者基于最大张口位移解决了含裂纹平板以及含裂纹T型平板焊接接头等简单构件的应力强度因子的评估问题,但是应用的范围较小,本文以含表面裂纹的T型管节点为研究对象,研究了T型管节点主管、支管以及含裂纹局部模型的建模方法,并计算了裂纹尖端深度点和表面点的应力强度因子,分析了裂纹的形状参数和整体模型尺寸参数对应力强度因子的影响,并使用神经网络模型对裂纹最大张口位移和应力强度因子的内在关系进行了探讨,结果显示基于裂纹最大张口位移的应力强度因子具有较好的精度,具有重要的工程意义。本文的主要工作可以归纳为以下几点:(1)通过ANSYS APDL语言建立了含裂纹的T型管节点有限元模型,并改进了模型建立的思路,提高了模型的通用性和网格质量。APDL的建模方法能够实现快速便捷的参数化建模。(2)分别对裂纹尖端的深度点和表面点的应力强度因子进行了精度的验证,保证了深度点和表面点处应力强度因子计算的精确性。(3)应用参数化的建模方法,在一定的参数范围内,对T型管节点表面点和深度点的应力强度因子模型进行了大量的计算,分别分析出了裂纹表面点和深度点应力强度因子关于裂纹形状参数和模型参数的函数表达式,给出了他们之间影响的关系形式。(4)利用神经网络对裂纹尖端表面点和深度点的大量数据进行了训练,最终预测的应力强度因子值和有限元模型计算的数值的误差在6.8%内,且利用最大张口位移替代裂纹的深度进行了模型训练,得到相同的预测结果,证明了最大张口位移方法在工程应用中的可行性。