随着铁路建设的高速发展,对车轴的要求越来越高例如其使用性能、可靠性。塑性成形和热处理作为车轴制备过程中重要的加工工艺,对车轴的性能起着至关重要的作用。而在车轴的制备过程中产生的残余应力会对车轴的安全性和可靠性产生威胁。则需要通过对成形过程和热处理过程进行数值模拟分析,得到车轴工件内部的应力场、温度场和组织场的分布规律,从而对工艺参数进行优化以使得车轴获得最佳使用性能。本文采用楔横轧工艺对列车车轴进行热塑性成形。在有限元软件DEFORM-3D中创建楔横轧的有限元模型并对该工艺过程进行数值模拟。模拟完成后分析了车轴内部应力的分布情况,以及研究了不同轧制温度、不同成形角和不同展宽角对车轴内部应力及残余应力的影响规律。运用有限元软件建立了列车车轴淬火工艺有限元模型,研究了车轴在热处理过程中的温度场、组织场和应力场分布情况。以淬火温度、加热时间和冷却方式3个热处理工艺参数为因素,设计车轴热处理工艺方案并在有限元软件中完成热处理过程,在后处理中获得其残余应力。并分析了淬火温度、加热时间和冷却方式对车轴表层和心部残余应力的影响,以及不同回火温度对残余应力的影响。以模拟数据为基础,构建BP神经网络模型,采用遗传算法,对车轴热处理工艺参数进行优化。