裂纹尖端张口位移（CTOD）是评价含裂纹构件是否发生裂纹扩展的重要参数之一,目前大部分学者对CTOD的研究大多集中于二维平面应变状态,对于考虑厚度效应对CTOD的影响研究较少,这必然导致最终结果与实际尺寸相比存在一定误差。因此,有必要对三维结构裂纹尖端张口位移进行量化研究。本文以中心穿透裂纹的有限厚度板为研究对象,采用有限元技术,建立了考虑厚度效应的CTOD量化模型,为疲劳裂纹扩展和断裂评估提供依据。本文主要工作归纳如下:首先,利用有限元建立了静态载荷作用下三维含中心穿透裂纹船体板的CTOD计算模型,引入裂纹最大张口位移（MCOD）,通过断裂力学理论推导可以得知,在考虑板厚的情况下,CTOD和MCOD存在着定量的关系。经过有限元分析与整理,并结合最小二乘法,得出归一化的CTOD与MCOD之间的量化关系。在此函数关系的基础上,考虑了裂纹半长（a）、外加应力（σ）、板宽效应、材料属性（屈服极限、泊松比以及杨氏模量）以及板的厚度对公式的影响。接下来引入了板厚折减系数,进一步研究了在板厚确定的情况下沿着板厚方向不同位置处的归一化的CTOD与MCOD之间的关系,得到了适用于不同板厚位置出的CTOD的量化关系式。其次,本文以单向拉伸载荷下的三维裂纹板为基础,研究了循环载荷作用考虑板厚效应的裂纹尖端张口位移计算公式。在研究循环载荷作用考虑板厚效应的裂纹尖端张口位移计算公式时,本文给出了卸载以及第二次加载时裂纹尖端张口位移的计算公式。同时结合第二章,引入板厚折减系数,得到了非平板中面位置处裂纹尖端张口位移的计算公式。接着,本文研究了变幅循环载荷作用考虑板厚效应的裂纹尖端张口位移的计算公式。本文考虑了两种不同的加载方式,分别为高-低、低-高加载。通过数值计算和数据拟合,得到了变幅循环载荷作用考虑板厚效应的裂纹尖端张口位移计算公式。最后,本文探究了压载载荷作用下板厚中面位置处的裂纹尖端张口位移的计算公式。并考虑了外加应力（σ）、裂纹半长（a）、板宽效应以及材料属性（屈服极限、泊松比以及杨氏模量）对函数关系的影响。