陶瓷热障防腐涂料在石化、冶金和电力等方面得到越来越广泛的应用。对陶瓷热障防腐涂层来说，隔热是涂层必须满足的基本性能，但是在保证了隔热效果的同时，要求涂层具有更长的使用寿命。本文以陶瓷热障防腐涂层为例，使涂层在满足隔热性能的使用要求外，热应力达到最小值，具有一定的现实意义。该文的研究内容如下：该文首先针对陶瓷热障防腐涂层的特殊结构模型和涂层系统的传热特点，建立涂层在稳定工作状态下的温度场与应力场的数学模型，分析影响涂层隔热效果和热应力的因素。然后利用有限元软件ANSYS模拟相同条件下涂层的温度场与应力场，并将数学模型所得的解析解与有限元解比较，温度与热应力的变化趋于一致。为下一章涂层的优化设计方案提供了依据。其次从优化设计的基本概念出发，引入ANSYS优化设计中的特定概念，论述了陶瓷热障防腐涂层的优化设计模型及方法。通过分析该涂层的温度场与应力场，确定以隔热性能及许用强度为状态变量，涂层中间层的厚度及陶瓷增强体的体积百分比为设计变量，涂层内最小热应力为目标函数，完成了基于有限元参数化设计语言(ANSYS Parametric Design Language，简称APDL)的陶瓷热障防腐涂层的优化设计。再次根据陶瓷热障防腐涂层的工程应用特点，完成了涂层在不同边界条件下的优化研究，利用origin7.0的非线性最小平方拟合工具拟合最佳设计变量与边界条件的曲线，得到最佳设计变量与边界条件的数学模型。最后对优化效果进行了实验验证，并借助于热应力与疲劳寿命的关系为基本理论，利用线性回归算法结合热循环实验建立起涂层在加热／冷却循环条件下的寿命预测模型。