固定管板式换热器是现代工业及科学研究中广泛应用的设备，为了提高固定管板换热器的承载能力并延长使用寿命，需对其进行应力分析。应力分析的关键是热应力的计算，准确计算热应力对应力强度的确定至关重要。本文在简述了固定管板式换热器的发展以及国内外研究现状的基础上，为了更加真实准确的模拟带膨胀节的固定管板式换热器的受力情况，利用ANSYS软件对设备采用整体建模。模型特点为设备中存在膨胀节，管程流体出口管板为不兼作法兰管板，而管程流体入口管板为兼作法兰管板。考虑温差的影响，首先对换热器整体进行了温度场分析，得出了比较完整的温度场分布情况，通过分析兼作法兰管板的温度场分布情况，验证了ASME标准中的“表皮效应”；之后获取了换热器整体由于温差引起的热应力数值。然后以机械载荷及热应力组合成换热器可能遇到的7种工况对换热器整体进行强度分析，提取出管板及膨胀节受力结果，并在管板及膨胀节上共选取6条路径，对路径上各点受到的应力强度进行重点分析，总结了各工况下换热器管板及膨胀节受力规律。最后对换热器整体设置膨胀节的必要性进行了分析，对耳式支座与换热器壳体连接处产生局部应力进行了模拟。本文利用有限元法研究带膨胀节的固定管板式换热器，分析总结了其在各种工况下运行的受力特点，而且所得结论与其他相关标准及文献基本吻合，说明本文所建立的整体模型是正确的。通过本文的分析计算，获得了大量的理论结果，对于该种换热器在更深入的研究中具有一定的理论价值。