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管道运输一直是石油运输的重要方式。受内在和外来诸多因素的影响,管道上可能存在各种裂纹型缺陷,而管道破坏失效的主要原因之一就是裂纹,因此对含裂纹管道进行力学行为分析,对于管线的运行、维修、更换决策等具有重要的意义。本文采用大型有限元分析软件ANSYS,对薄壁表面裂纹管道模型的建立、断裂参量的分析、塑性极限载荷分析计算以及管道失效行为进行探讨与研究,具体工作如下：(1)采用实体建模法建立轴向表面裂纹及环向表面裂纹管道分析模型,包括裂纹缺陷模型以及载荷模型,尝试性地采用参数化的语言编制命令流,在适当范围内改变参数设置达到准确计算所需结果的目的。(2)探讨脆性断裂和弹塑性断裂失效判据及其适用条件。对于脆性断裂的判据主要有能量平衡判断理论和应力强度因子断裂理论；对于弹塑性断裂力学的判据主要有J积分准则,是目前运用最多、行之有效的弹塑性断裂分析方法。(3)基于断裂力学理论基础,应用有限元分析方法计算分析薄壁管道表面裂纹应力强度因子K1,分析影响应力强度因子的主要因素,根据现有的应力强度因子手册得到的应力强度因子简化公式,计算裂纹最深点与表面点的应力强度因子形状系数,使薄壁管道应力强度因子求解系统化。(4)分析EPRI工程方法欠缺点,将裂纹角作为变量引入全塑性J积分表达式,弥补了全塑性解数据库分析的不足；基于等效原场应力法,结合求得的应力强度因子以及现有的全塑性解数据库求解全塑性J积分,方法简单、精确,易于工程实际应用。(5)基于塑性极限理论,归纳塑性极限分析常用的方法、工程上确定塑性极限载荷的准则以及确定塑性极限分析的有限元方法。(6)基于塑性极限分析理论,采用非线性有限元极限分析新方法—停机点法,求解薄壁裂纹管道塑性极限载荷,分析影响极限载荷的主要因素,拟合极限载荷表达式。(7)结合断裂参量以及塑性极限载荷的求解分析,依据失效评估图技术,对含裂纹管道失效行为进行评估。