能源问题对人类社会长久稳定的发展至关重要,核能这种高效率低污染的新型能源越来越受到重视。从引进国外核电技术到拥有具有自主知识产权的百万千瓦级核电站,我国核能技术跻身世界前列。核电站安全壳作为反应堆的最后一道屏障,起着阻隔反应堆内辐射的重要作用。但目前国内外对安全壳结构在热-压耦合作用下的失效机理研究不够充分,模型试验也都限于仅内压加载工况。本文以某核电站预应力安全壳为研究背景,基于ABAQUS有限元软件对安全壳结构热-压耦合作用下的失效机理展开研究,并完成核安全壳缩尺模型试验方案设计,主要内容如下:1、进行了美国桑迪亚实验室1:4安全壳模型试验加载全过程数值模拟。采用ABAQUS有限元软件建立了包含复杂预应力筋结构的有限元模型,在考虑预应力损失的基础上开展了内压作用下结构力学性能分析,最终计算结果与试验结果吻合较好,验证了有限元模拟方法的有效性。2、建立国内某核电站预应力安全壳的有限元模型,开展内压加载工况和顺序热-压耦合加载工况结构力学性能模拟,获得了结构混凝土、钢衬里和预应力筋在两种工况下的力学响应,并对安全壳结构在两种工况下的失效机理进行了对比分析。针对顺序热-压耦合加载模拟方法的不足,提出了一种能够考虑热-压耦合效应的模拟方法,阐明了安全壳结构在热-压耦合作用下的力学性能和失效机理。3、完成了安全壳结构缩尺模型设计,确定了缩尺模型的几何尺寸与选用型号。对缩尺模型内压加载工况与热-压加载工况进行了量纲分析,提出采用预应力补偿方法来弥补模型缩尺带来的质量损失,重新设计了升温速度时缩尺模型温度场分布与原型基本相似。4、采用本文提出的热-压耦合加载模拟方法对缩尺模型进行了内压加载与热-压耦合加载模拟,以原型结构计算了结果作为参照,从混凝土、钢衬里和预应力筋的力学响应方面对安全壳缩尺模型的失效机理展开对比分析,给出了缩尺模型不满足相似准则的因素,为缩尺模型的试验提供依据。