就極限荷載的研究情況看，光滑彎管的極限荷載研究已取得了一些進(jìn)展，但對(duì)含半橢圓裂紋這種常見平面型缺陷不銹鋼彎管的塑性極限荷載研究則相對(duì)較少。工程經(jīng)驗(yàn)表明對(duì)于小尺寸、韌性好的管件，失效形式往往是塑性失穩(wěn)破壞。為了保證管件安全運(yùn)行，允許彎管中存在一定的塑性變形，彎管發(fā)生塑性失穩(wěn)破壞的臨界狀態(tài)應(yīng)由極限荷載判定。彎管內(nèi)壓力是最主要的荷載形式，在內(nèi)壓作用下，表面缺陷的存在會(huì)使彎管的塑性極限荷載被削弱，降低了彎管的整體承載能力。

 在壓力管道缺陷評(píng)定技術(shù)中，對(duì)含缺陷彎管極限荷載的研究同樣是一項(xiàng)十分重要的課題。對(duì)結(jié)構(gòu)上的缺陷進(jìn)行評(píng)定時(shí)需要用到四個(gè)參數(shù)，材料斷裂韌性、應(yīng)力強(qiáng)度因子（SIF)、外荷載和極限荷載。這四個(gè)參數(shù)中，斷裂韌性是材料常數(shù)，外荷載由實(shí)際工況確定，只有極限荷載和應(yīng)力強(qiáng)度因子與彎管結(jié)構(gòu)尺寸、缺陷類型和尺寸密切相關(guān)，知道了這四個(gè)參數(shù)，就可以利用FAC的雙判據(jù)（塑性失穩(wěn)和脆性斷裂）對(duì)含裂紋結(jié)構(gòu)進(jìn)行安全評(píng)定。

 本章主要對(duì)含半橢圓表面裂紋的不銹鋼厚壁彎管進(jìn)行了塑性有限元分析。首先介紹了有限元材料非線性分析基礎(chǔ)，給出了本書研究所用的材料模型、荷載施加方法和非線性求解設(shè)定等內(nèi)容；給出了光滑彎管極限荷載的解析解，然后詳細(xì)介紹了有限元分析中極限荷載的確定方法，并對(duì)單一內(nèi)壓作用下光滑彎管的極限荷載進(jìn)行驗(yàn)證，證明本書所采用的計(jì)算方法是正確的；計(jì)算了含半橢圓裂紋厚壁彎管的塑性極限荷載并研究了其隨k、R./R;、c/a、c/t的變化規(guī)律，得到彎管彎曲程度越低、壁越厚、裂紋越淺、半橢圓裂紋形狀越圓時(shí)極限荷載越大的結(jié)論。然后分析了與彎管相連的直管段無量綱長(zhǎng)度對(duì)限荷載的影響，發(fā)現(xiàn)與以上四個(gè)參數(shù)相比，L/D 參數(shù)的影響可以忽略不計(jì)；詳細(xì)分析了含半橢圓裂紋彎管隨內(nèi)壓荷載增大塑性區(qū)的發(fā)展過程及在極限荷載作用下的失效模式，得出結(jié)論：裂紋前緣自由表面附近區(qū)域首先局部屈服但不形成塑性鉸，應(yīng)力重分布后塑性區(qū)向著彎管軸向和壁厚方向擴(kuò)展，最后彎管的失效模式為整體失效。