等通道转角挤压工艺因其可制备大尺寸、无污染、无残余空隙的超细晶块体材料而得到人们的广泛关注,成为极具工业应用前景的一种剧烈塑性变形技术。目前研究焦点主要集中在如何获得变形均匀性好、晶粒细化程度高、优异力学性能的金属材料等几个方面。探索ECAP挤压成形规律和晶粒细化机理,形成对挤压工艺有价值的参考,对进一步实现ECAP工艺的工业化意义重大。本文基于塑性成形理论和有限元数值模拟方法,从模具设计角度出发,具体研究工作及成果如下:1)基于塑性成形滑移线理论和几何推导方法,考虑挤压成形中温度变化对摩擦力的影响,建立了变温场ECAP挤压力解析解,对模具设计强度提供了一定的参考;2)解决了ECAP三维几何模型建立,网格划分和边界条件处理等关键问题,成功建立了与设计方案相符合的ECAP挤压有限元模型;3)基于DEFORM-3D塑性成形软件,揭示了不同模具参数下挤压力、等效应变、金属流动规律和应变速率的变化规律,探究了相关因素对ECAP成形不均匀性的影响,形成了有意义的模具参数设计参考;4)从挤压过程中材料上下流动不一致方面出发,在DEFORM-3D环境中探索工件与模具上下通道间摩擦力不一致的解决方案,成功设计出工件挤压时与多凹模相接触的挤压几何模型。通过定义工件分别与多凹模间不同接触条件,可实现解决流动不一致的模拟方案。