随着科技的飞速发展及人们对微型产品的需求量快速增加,微成形技术成为现代发展的驱动力,并推进了在材料微塑性成形研究领域的进展。通常至少在两维尺度下,在亚毫米范围内微小的零件受到外力的作用下发生一定的塑性变形称为微塑性成形或微成形。该技术广泛应用于实际器件加工,电子行业,医学及机械等领域,在未来的实际生产中有广阔的应用前景。经研究,微塑性成形过程中的变形特点随着试样本身或者外界条件的影响,发生不同与传统的塑性变形过程的现象,随着试样尺寸或者晶粒尺寸表现出明显的尺寸效应。因此,本文所研究的微塑性成形过程中产生的尺寸效应现象成为目前塑性成形技术研究领域的热点和难点,对以后该技术发展也有着重要的推动力。本文针对微塑性过程中的尺寸效应展开了实验和模拟研究,首先,进行微拉伸试验,引入尺寸参数,分析试样几何尺寸和晶粒尺寸对流动应力的影响。其次,基于Voronoi图理论,借助于插件POLARIS在有限元软件ABAQUS中建立了三维多晶几何模型;依据表面层理论和晶体塑性力学,提出了考虑表面层模型和晶粒取向的材料多晶体本构模型,并依据实验数据拟合出纯铜材料的多晶体本构关系。最后,利用所建立的三维多晶几何模型和材料本构模型,借助有限元软件ABAQUS实现对微镦粗和微拉伸过程的数值模拟,模拟结果和实验结果进行对比,在验证所建立模型的同时也对微塑性过程中的尺寸效应现象进行了进一步的研究,模拟结果说明:三维多晶几何模型的数值模拟可以更真实地表现出试样变形前后的晶粒形状以及在变形的不均匀性;所建立的材料多晶几何模型和本构模型具有一定的可靠性。本文所提出的建模方法非常适用于分析微塑性成形过程的尺寸效应现象,所得到的研究结果对微塑性成形的数值模拟及微塑性成形技术的实际应用有着推广意义和现实价值。