国际热核聚变实验堆(ITER)是一个计划能产生大规模核聚变反应的超导托卡马克实验装置,位于真空室端口和杜瓦端口之间的波纹管称为管道波纹管(Duct Bellows),用来将真空室和杜瓦连接。位于杜瓦端口和ITER装置建筑物壁之间的波纹管称为网状波纹管(Cell Bellows),用来将杜瓦与外部建筑物连接。ITER装置中波纹管主要用于吸收装置运行过程中真空室和杜瓦之间产生的相对位移,维持装置稳定。在正常运行过程中可能会面临各种复杂的工况条件,例如地震、烘烤、垂直位移事件等极限工况,从而导致真空室及杜瓦可能发生形变甚至产生大位移,因此波纹管结构的安全性直接影响到真空室能否安全工作。本文研究的是位于真空室和杜瓦之间的上窗口管道波纹管,通过EJMA标准计算应力和有限元分析软件对其静强度和疲劳强度进行校核,评估其设计的合理性。分析结果为ITER装置中波纹管的工程设计和加工制造提供了理论依据和技术保证,为原型件测试提供了理论参数,为项目的顺利完成起到了积极的作用。论文的主要工作内容有:1)介绍了ITER装置中真空室和杜瓦基本结构,阐述了波纹管在装置中的重要作用。2)根据ITER装置对波纹管的设计要求,通过CATIA建立上窗口管道波纹管几何模型。通过EJMA标准计算得出不同工况下波纹节的薄膜应力和弯曲应力,评估波纹节结构设计满足设计要求。3)建立有限元分析模型,并对有限元模型进行优化。优化零件体之间的接触方式,对有限元模型进行网格划分并进行网格无关性分析,选择最合适的网格单元尺寸。4)对上窗口管道波纹管进行静强度评定,分析不同工况下,波纹节、法兰和中间接管应力大小,通过应力线性化得到薄膜应力和弯曲应力,校核应力大小满足设计要求。对于焊接区的应力评定,依据RCC-MR标准计算应力值,确保符合设计标准。对上窗口管道波纹管疲劳寿命评定,分析得出I类和II类工况下波纹管应力大小,计算得出循环次数与设计标准相对比,疲劳强度满足设计标准。