随着现代工业的发展，汽轮机作为发电设备的典型装备越来越受到人们的关注。为了保证发电设备安全、可靠、经济的运行，汽轮机机组的寿命问题一直是研究的重点。汽轮机转子作为机组的关键部件，也是机组的薄弱环节。其长期高速运行在高温、高压的环境下，一旦出现故障，将会带来十分严重的后果。因此，研究汽轮机转子的寿命问题具有十分重要的意义。本文以国产135MW汽轮机转子为研究对象，结合有限元技术，利用HyperMesh、ANSYS有限元分析软件计算出机组在冷态启动下的温度场和应力场，并将计算结果导入到MSC.Fatigue中来预测其寿命，并对寿命进行评估，其结果对于机组的运行和设计具有指导意义。主要研究工作如下：1）分析了汽轮机转子的疲劳机理及影响其寿命的主要因素，并研究了低周疲劳寿命和蠕变疲劳寿命的估算方法。2）确定了机组的冷态启动方案，并绘制了其冷态启动曲线。根据启动过程中各级处的压力和温度，结合热力学知识计算出各级处的放热系数，并将其作为边界条件添加在有限元模型上。3）通过SolidWorks完成汽轮机转子三维模型的创建，并对模型进行合理的简化处理。考虑到叶片产生的离心力作用，将叶片等效为质量环，通过修改质量环的厚度和密度来保证叶片产生的离心力不变。利用HyperMesh完成模型的网格划分，并对网格进行修改已达到计算要求。最后，完成材料属性及边界条件的定义。4）将有限元模型输入到ANSYS求解器，求出转子的温度场云图，并通过间接耦合分析方法对转子的应力场进行计算，得到应力场。以所得应力场为基础结合转子材料应变疲劳特性曲线及转子载荷谱，采用Neuber方法进行应变修正，基于Miner线性疲劳累积损伤理论对转子进行疲劳寿命分析和预测，并完成寿命的估算。通过本文的研究，计算出了135MW汽轮机转子冷态启动一次的寿命损耗。并估算出了汽轮机的安全使用寿命。这对今后计算其他工况下的寿命损耗有一定的指导意义，并为绘制该型号机组的寿命管理曲线提供依据。