中压转子是用于电力设备的关键核心部位的大型轴类锻件,其质量要求十分严格。大型锻件通过合理的锻造工艺可以改善或消除冶金缺陷,并达到所需的零件形状,从而最终获得尺寸精度和内部质量均满足要求的成形锻件。通过数值模拟来确定关键工艺参数是锻造生产中不可缺少的环节,然而,对于轴类锻件的模拟,一直由于其计算量大,边界难以控制以及热力耦合模型建立困难等多种因素而进展缓慢。开展大型轴类锻件的数值模拟技术与热力耦合模型研究与开发,提升我国大型锻件及相关装备制造的国际竞争力,具有重要的理论意义和工程实用价值。本文综合考虑了刚粘塑性理论、塑性力学理论以及传热学等多学科的基础上,以理论分析、实验研究与有限元模拟仿真为手段,对中压转子的锻造工艺进行了数值模拟。论文的主要研究内容如下:①对中压转子用钢材料进行了热模拟压缩实验,该研究获得了该钢的热变形方程和发生动态再结晶的临界条件,为该钢有限元数值模拟的参数的确定提供了基本数据。②在加工图理论的基础上,计算获得了转子用钢材料的加工图,分析了该材料的流变失稳区,对指导实际生产有重要意义。③建立了热力耦合的连续计算模型。该模型解决了模拟计算中,轴类锻件锻造工艺全面模拟的连续性计算问题,能够有效的进行热力耦合计算,跟常规的计算模型相比,本模型计算效率更高,适用范围更广。④通过对转子的锻造工艺进行全面的数值模拟计算,获得了各火次关键工艺参数,揭示了转子在锻造成形中温度、应力与应变的变化规律。该模拟计算的研究为研究轴类锻件开拓出新思路,对转子全面的模拟计算为进一步深化数值模拟对实际生产的指导研究,奠定了基础。