动态再结晶是金属热塑性加工过程中最重要的物理冶金过程之一,采用计算机模拟方法实现其显微组织演变的预测和控制,对于确定最佳的工艺参数从而优化产品的组织性能有极其重要的意义。近年来,元胞自动机(Cellular Automata,简称CA)方法以其算法结构简单、计算效率高、可直接考察局部交互作用及其对体系复杂行为影响的特点而广泛应用于金属材料的动态再结晶组织演变仿真。但是,由于动态再结晶过程的影响因素及其作用机制较为复杂,加之现有实验技术所限,所发表的相应模拟研究结果与实际相比仍有较大差异。总体看来,目前影响单相金属材料动态再结晶CA仿真精度的主要问题在于：①作为检验动态再结晶仿真精度的基本方法-热模拟实验所获得的宏观流变应力曲线的模拟精度仍有待进一步提高；②模型自身精度的改善,如恒形核率是否合理、动态回复位错密度增量的解析精度控制、三叉晶界优先形核等问题一直没有得到解决。考虑到问题①属于实验技术的改进,本文侧重于问题②的解决开展了相关研究。首先,基于动态再结晶模拟理论、闭环控制原理以及黄金分割原理,提出了采用应力差闭环控制-黄金搜索法来搜索、确定真实的瞬态形核率,据此创建了动态再结晶CA模型,并对HPS485wf桥梁钢的动态再结晶过程进行了模拟研究。结果表明,这一方法合理、有效；与恒形核率模型相比,所建模型明显改善了动态再结晶流变应力的模拟精度及其稳定性,较前期所建的恒形核率的动态再结晶CA模型相比,流变应力差的最大值δmax及平均值δ分别相对降低93.269%及87.50%,同时使得动态再结晶面积分数的模拟精度有所提高。然后,针对动态回复阶段流变应力模拟精度不高的问题,再次利用应力差闭环控制-黄金搜索法所确定的最优位错密度增量值取代唯象模型计算值,将改进的动态回复位错密度模型引入基于瞬态形核率的动态再结晶元胞自动机模型,进行了HPS485wf钢的动态再结晶仿真。结果表明,在满足设定的动态再结晶流变应力模拟精度的前提下,动态回复位错密度模型的改进进一步改善了动态再结晶全程流变应力的模拟精度,较瞬态形核率的动态再结晶CA模型相比,流变应力差的最大值δmax及平均值δ分别减小了26.458%和8.118%。最后,在基于瞬态形核率和新动态回复位错密度模型的动态再结晶CA模型基础上,提出了利用CA方法来辨识三叉晶界和实施优先形核,改进了传统的动态再结晶形核模型,通过相应的HPS485wf钢的动态再结晶仿真研究,在确保整个动态再结晶过程流变应力模拟精度得到控制的同时,实现了更符合实际的三叉晶界处优先形核。