我们对某电加热器壳体容器在工作过程中温度循环变动下的热应力疲劳寿命进行分析。具体工况表明该容器承受循环热应力，需要进行疲劳分析，以确定结构承受循环载荷而不发生疲劳破坏的能力。

加热器壳体热应力疲劳分析流程
根据客户要求建立相应的数值分析模型进行加热器壳体的热应力疲劳分析。该加热器壳体热应力分析的整个分析流程如下：
1. 加热器壳体温度场工况计算
根据客户提供的工况信息如工作气体入口流量、入口工作气体温度、加热器加热功率、出口压力和加热以此为边界条件，建立整个电加热器系统的CFD分析模计算温度场，并检测加热器出口温度达到目标值，确定该加热过程电加热器外壳的温度场。
2. 热应力工况
建立加热器壳体结构的有限元分析模型，并将CFD模型计算获得的温度场映射到有限元模型上进行加热器壳体的热应力分析。
3. 疲劳寿命分析
忽略电加热器正常工作状态下的温度波动带来的应力变化，仅考虑正常工作时平均稳态温度场(即根据CFD计算获得的出口面积加权平均温度达到1900C时整个域的温度场分布)下的热应力为疲劳来源，根据JB4732标准分析加热器壳的热应力疲劳寿命。

加热器热应力疲劳分析模型
 该加热器热应力疲劳寿命分析包含了CFD温度场分析和FEA热应力分析，因此包含了CFD分析模型和FEA分析模型。

 加热器温度场CFD分析结果

加热器壳体结构温度场分布

通过CFD分析得到整个加热器壳体结构的温度场后，通过前处理软件HyperMesh采用节点插值的方法直接映射到有限元模型上作为温度场边界条件，然后采用顺序耦合的方法分析加热器壳体的热应力分布

 加热器热应力分析结果

加热器结构最大主应力分布

加热器支撑架最大应力分布

壳体结构最大主应力分布

温度场分布

分析结果表明加热器支撑架结构和壳体结构之间由于存在装配与工作条件之间的温差，从而导致较大的热应力。

   加热器热应力疲劳寿命分析结果

壳体结构疲劳寿命分布云图

分析结果表明该加热器壳体结构在定义的工作循环工况下的疲劳寿命大于超过了设计寿命目标。

 参考文献
JB4732：钢制压力容器-分析设计标准