方钢管鸟嘴式焊接具有造型美观、横向受荷面小、节点刚度大、结构承载力高等优点,在桥梁、房屋、海洋等结构中具有较好的应用前景,但在循环荷载作用下的疲劳性能尚不明确,相关设计方法尚不完善。本文对方型和钻石型鸟嘴节点的疲劳裂纹扩展进行了深入研究,主要内容如下:(1)建立了方型和钻石型鸟嘴式X形和K形节点的实体有限元模型,并对在支管轴力、支管面内弯矩等荷载工况下的热点应力进行了分析,基于二次外推方法得到了应力集中系数,明确了容易产生疲劳裂纹的敏感区域。(2)基于线弹性断裂力学,采用FRANC3D和ABAQUS软件对鸟嘴式X形和K形节点在相应工况下的疲劳裂纹进行了数值模拟。通过在应力热点位置插入初始裂纹,得到了此类节点疲劳裂纹从萌生到扩展直至发生破坏的全过程数据,并与已有试验结果进行了比较,验证了数值模型和方法的正确性。(3)在数值模拟的基础上,针对不同热点应力幅和不同初始裂纹长度开展了参数化分析,得到了这些参数对裂纹扩展长度和扩展寿命的影响规律,提出了相应的疲劳设计建议。