本文选择国际上广泛使用的通用中子散射谱仪模拟软件McStas作为模拟研究工具,对中子衍射应力分析谱仪的整体及各部件包括导管、单色器、准直系统、限束孔进行了较为全面的模拟和优化研究。首先考察了导管与水平孔道出口距离、长度、截面尺寸及临界角增大因子对出口中子强度、发散度、能谱、均匀性的影响。比较发现,经过水平孔道后中子注量率下降为源处的24.3%、导管末端下降为6.7%。同时对单色器部件进行了模拟优化:计算Cu(110)垂直聚焦单色器相对平板单色器获得的注量率增益;计算得到给定条件下单色器最佳单晶条数和镶嵌度;考察聚焦曲率半径对中子注量率的影响;计算Cu各个晶面在不同起飞角下样品处的中子注量率;对Cu、Ge和热解石墨常用晶体单色器比较发现,PG(004)获得的中子注量率最大,而Cu(222)获得的波长分辨率最佳。论文还分别考察了第一、第二准直器不同水平发散度对样品处中子注量率、波长分辨率的影响;针对标准α-Fe多晶样品,考察准直系统对无应变(211)衍射峰强度及半高宽的影响,得到最佳分辨、最大强度、最优平衡对应的三种设置。此外,模拟还证实了“赝偏移”现象的存在,建议测量应力前测量样品无应变时衍射峰的实际位置。对限束孔的模拟结果表明,离样品150mm处中子束斑垂直方向发散严重而水平方向发散不明显。最后使用Vitess软件,对同一套中子衍射应力分析谱仪样品处中子注量率进行模拟计算,并与McStas结果比较。以上研究结果为中子衍射应力分析谱仪的建设提供了参考数据,对中子衍射应力分析技术的发展有一定价值。