Z箍缩驱动聚变-裂变混合能源堆(Z-FFR)是利用Z箍缩产生的大量高能中子驱动次临界裂变堆而释放能量,产生的a离子能量将在小于数个毫秒的时间尺度内沉积在靶室内部。聚变靶室内能量沉积在第一壁表面将带来材料表面的烧蚀等热学效应,以及热激波和热应力等力学效应进而可能产生屈服、断裂、层裂等材料和结构响应。周期性应力长期作用可能产生的疲劳效应等对第一壁结构寿命和结构强度有显著影响。本文利用ANSYS程序,通过有限元分析方法建立第一壁模型,对第一壁在表面瞬态热流加载下的热-力学瞬态响应分析进行模拟。在单次瞬态脉冲热流加载下,热流冲击能量主要集中在第一壁表面钨层部分,最大温度出现在第一壁表面钨层为409℃,温升幅值为86℃。表面钨层最大温度低于钨材料的再结晶温度(1300℃),随着深度增加温度逐渐降低。在0.1Hz的频率加载下第一壁表面钨层温升只占整个周期较小一部分,周期性加载不会导致第一壁温度累积效应。第一壁热应力主要分布在温度梯度较大的区域,钨层表面最大Vonmises应力为140MPa,沿着深度方向温升幅值越低应力也越小,钨层最大应力及应变均处于弹性应变区域,没有超过钨材料的屈服强度。切向应力最大值出现在第一壁表面,以压缩应力为主;第一壁表面切向应力以压缩应力为主随着深度增加,第一壁钨层中部切向应力转变为压缩应力。当第一壁表面为方波构型时,在方波拐角处出现应力集中,最大Von mises应力为202MPa。当第一壁表面为正弦波构型时,在波谷处出现应力集中,随着表面粗糙度增大,最大应力和应变也随之增大。当波距为20 μm,波峰到理想表面的距离为20 μm时,表面粗糙度为12.7um,最大Vonmises应力为473Mpa,当与理想表面相比,温升幅值提高了 25℃,而最大应力提高了 333MPa。