随着社会经济的发展和人类文明的进步，人类对能源的需求也越来越大。但是人类目前可利用的能源资源毕竟有限，主要能源将在未来几十年至一百多年的时间内枯竭。为了改变世界能源危机，中国、美国、日本等国家提出了国际热核实验堆(ITER)合作计划。该计划的成功实施将会使人类拥有取之不尽、用之不竭的清洁能源。 虽然国内外学者对ITER领域的许多问题都进行了不同程度的研究，但仍有大量的研究工作还需进一步开展，尤其是对ITER重力支撑结构的研究还作得不够全面。由于ITER重力支撑结构是整个ITER主体装置的重要组成部分，因此对它进行全面深入的研究具有重要的意义。 本学位论文运用弹性理论、非线性有限元分析理论和现代CAE技术，建立了ITER重力支撑结构的三维实体有限元分析模型，对ITER重力支撑结构进行了有限元静力分析、模态分析和屈曲分析。主要研究成果和特色如下： (1)根据ITER重力支撑结构及其所受载荷的特点，利用ANSYS的建模功能，建立了ITER重力支撑结构的三维有限元分析模型。建模时依据等效原理对支撑结构进行规划，对与分析目标关系不大的部分进行了简化，以缩小求解代价。 (2)提出了以定义接触对的方式来模拟结构中接触面的实际工作情况的方法。对TF腿法兰与韧性板上法兰之间、韧性板下法兰与支撑环上表面之间、支撑环下表面与支撑圆柱上表面之间均作了面一面接触有限元分析。 (3)提出了利用耦合集定义周期对称边界条件的方法，该方法解决了ANSYS软件的预紧单元PRES179不能用于模拟周期对称结构中预紧力的问题。 (4)应用有限元方法分别对四种工况下的ITER重力支撑结构进行了静强度分析，得到了支撑结构各零件的最大应力和最大应变以及它们的位置。对ITER重力支撑结构的各个零部件都进行了静强度校核。 (5)应用有限元方法对ITER重力支撑结构进行了模态分析，求出了ITER重力支撑结构的固有频率和振型。通过振型图和动画显示，可直观地分析ITER重力支撑结构的动态特性和薄弱环节，为ITER重力支撑结构的改进设计提供理论依据。 (6)结合屈曲分析的特殊性，建立了ITER重力支撑结构屈曲分析的有限元模型。提出了ITER重力支撑结构有限元屈曲分析的方法和主要步骤，并对ITER重力支撑结构进行了特征值屈曲分析。由分析结果可知，ITER重力支撑结构在给定工况下不会发生结构整体或某个零部件的失稳。相对而言，结构中最可能发生失稳的构件是韧性板。