环件轧制是一种生产无缝环形件的持种加工工艺,它是通过局部连续轧投影方法,将小直径大截面的环形毛坯逐渐辗扩成大直径小截面的环形件.该文的研究内容包括有限元反向模拟数学模型、软件开发和环轧动态过程反向模拟.1.基于刚黏塑性动态变形场能量泛函,运用虚功原理和不完全广义变分原理,建立了刚黏性变形的动力分析变分方程,以及显示算法刚黏塑性有限元反向模拟方程,给出了速率形式的中心差分求解时间积分显示,采用罚函数法对运动容许速度场引入体积不可压缩条件,寻找出一种有效的反向追踪金属体积成形的刚黏塑性动力显示式有限元反向模拟方法;2.论述了环件轧制动态过程中接触力算法,刚黏塑性有限元分析中应力应变计算方法,动力显示有限元分析中的一点积分和砂漏控制算法.研究了环轧反向模拟初始条件和边界条件的确定方法;3.开发了三维刚黏塑性动力显示算法环轧过程有限元反向模拟软件H-RING,其中包括前置处理、有限元分析、后置处理模块.用H-RING软件对环轧过程进行了反向模拟,设计出预成形环坯,并通过正向模拟验证了反向模拟和所设计环坯的正确性.研究方法的突出优点是理论和程序结构简明,能处理反向模拟复杂的边界条件,计算稳定,占用计算机资源少,计算效率高.