汽轮机转子在运行过程中,承受的是交变热应力,经过一定周期的循环,就会在其表面出现疲劳裂纹并可能逐渐扩展以致转子断裂,这对于汽轮机转子的寿命损伤影响非常大。通过汽轮机高中压转子在冷态启动过程中的低周疲劳寿命损伤的研究,对发电设备的安全、经济性运行具有重要意义。基于湘潭发电有限公司300MW机组高、中压转子结构,通过理论与经验简化汽轮机转子几何模型,利用Solidworks软件建立起汽轮机转子的物理模型,再结合通用有限元分析软件ALGOR进行计算分析。它强大的网格划分和丰富的后处理功能,大大提高了计算结果的精度和效率。通过对转子的有限元计算模型进行实体网格划分,分析了在不同温升率下转子的温度场与应力场以及温升率对于温度场和应力场的影响,研究结果温升率是影响热应力水平的主要因素。以汽轮机转子寿命评价方法,裂纹扩展理论和可靠性原理为基础,根据应力计算结果,引进非线性连续力学损伤模型,计算了复杂应力状态下转子低周疲劳寿命损伤,得出最佳冷态启动温升率。与传统的单轴非线形损伤模型和Manson-Coffin累积损伤理论模型相比,由于引进三轴度因子,考虑了多轴应力对寿命损伤的影响,采用多轴连续损伤模型计算的结果更接近与工程实际情况。通过对300MW汽轮机转子温度-热应力场数值模拟的研究,较好地研究了温升率-温差、温差-热应力、应力-损伤、损伤-寿命关系及其规律,得出汽轮机冷态启动时的最佳温升率,并根据这些规律提出了合理优化的冷态启动方案,为安全、经济运行提供了有效的依据,同时也为汽轮机转子在其他情况下寿命损伤的研究提供了一定的参考。