搅拌摩擦焊作为一种新型固态焊接技术，在铝及其合金的焊接上有着诸多优势，被广泛应用于航空航天等领域。本文以高强度铝合金7022为研究对象，结合实验开展其搅拌摩擦焊接过程有限元仿真研究，主要研究工作和取得的成果如下：1.基于搅拌摩擦焊接过程不同阶段的划分和相对应的热输入模型，建立了焊接全过程的温度场有限元分析模型。通过对焊接全过程温度场进行仿真分析，得到了焊接各个阶段的温度分布。比较有限元模型和实验测量结果，验证了热输入模型和温度场模型的有效性。并在此基础上，分析了预热时间对焊接过程的影响。2.基于计算流体动力学理论，建立了搅拌摩擦焊接过程热流耦合模型，同时对焊接过程传热和金属塑性流动进行了仿真分析，得到了焊接过程温度场和三维流场。仿真结果表明，相比较搅拌头的进给速度，搅拌头转速对促进其周围塑性金属流动效果明显。同时表明与纯流场模型相比，热流耦合模型显示金属流动性较充分。最后观察了接头宏观组织形貌，借助前进侧和返回侧材料变形纹路间接验证了仿真得到的塑性流动结果。3.在温度场研究基础上，对焊接过程进行了热力耦合仿真分析，获得了焊接应力场和应力变化曲线，以及焊后残余应力和变形一般规律：①残余应力主要集中在焊缝区域，且纵向残余应力较大。在垂直焊缝方向，纵向残余应力分布曲线呈M形；在沿焊缝方向，纵向残余应力呈抛物线分布。②焊接变形主要趋势为角变形，即在沿宽度方向上的Z向变形较明显，主要趋势是向下凹。4.对带孔铝合金板进行了焊接应力和变形进行仿真分析，进而对焊接顺序方案进行优化，结果表明从两边向中间焊的方案二优于从中间向两边焊的方案一和从左向右的顺序焊接的方案三。