国家“十二五规划”提出,高性能钢材成为重点关注的六大新材料之一。随着交通运输业的大规模发展以及路桥工程的大规模建设,桥梁用钢大大增加,质量优化更加重要。对比国外桥梁钢发展状况,国内的桥梁钢在强度、韧性、焊接性以及耐候性等方面仍然亟需发展。在桥梁钢的热轧生产过程中,其微观组织演变过程在很大程度上决定了最终的微观组织结构和性能。因此,对桥梁钢热变形动态再结晶演变规律及其产生机理进行研究以指导热轧工艺的优化尤为重要。由于热压缩过程与热轧过程的加载变形特征存在许多共性,以致它们所对应的桥梁钢动态再结晶行为也存在相似性。因此,热压缩过程动态再结晶演变的模拟研究不仅容易进行,而且对热轧过程动态再结晶演变规律的认识也有重要的参考价值。本文以Q420qE桥梁钢为研究对象,通过热模拟压缩实验、有限元-唯象耦合模型、元胞自动机模型三者相结合的研究方式,应用Deform-3D有限元软件的热力耦合刚黏塑性有限元法,建立了符合该软件接口的热变形过程动态再结晶数学模型,实现了该钢动态再结晶演变以及变形参数影响规律的唯象、宏观和介观过程的仿真。本文的创新之处在于,利用自带元胞自动机模型的Deform-3D有限元软件,完成了宏观-介观的动态再结晶组织演变的模拟研究。研究结果表明：①唯象、宏观和介观的模拟研究结果均表明了变形参数影响动态再结晶过程的相同规律,即应变速率越高、变形温度越低,动态再结晶越难发生。②热压缩变形试样内部等效应变、动态再结晶百分数、动态再结晶平均晶粒尺寸的分布状态存在必然联系。③三种研究方法所得到的定量结果相对误差在一定范围内,本文所建模型、模拟过程及其结果是可信的。本文研究不仅为揭示Q420qE桥梁钢热轧过程组织演变规律的虚拟实验提供了相关模型和模拟方法,而且所发现的有关规律和联系也有益于热轧过程动态再结晶行为和分布状态的分析。该钢热轧过程动态再结晶演变的仿真结果将指导动态再结晶区控轧潜能的充分发挥,从而实现热轧工艺优化以进一步改善钢材的组织结构与性能。