本文以TA15钛合金不等厚V形型材和T形型材为研究对象,采用稳态和瞬态两种有限元分析方法进行数值模拟,对挤压模具和挤压工艺设计优化。采用标准出口速度场偏差SDV值作为评判依据,得到合适的挤压模具和工艺参数。在不等厚V形型材挤压模具的设计过程中,首先采用稳态分析软件对挤压模具进行设计,通过调整模具入口倒角尺寸和型心位置初步筛选出较好的挤压模具。其次采用瞬态分析软件对不同偏置角θ和非对称倒角的挤压模具进行优化,其中θ对挤压后型材形状影响较大,θ为7°时SDV值较小,挠曲变形得到明显改善。在薄壁边Ⅱ倒角为8mm、薄壁边Ⅰ入口倒角为5mm时,能获得直线度较好,无弯曲和扭拧的挤压型材。通过单因素和正交实验法发现挤压温度和挤压速度对挤压后型材SDV值影响较大,并得到最优的工艺参数组合,即当挤压温度1000℃、挤压速度30mm/s、坯料直径155mm、模具预热温度200℃、挤压筒预热温度450℃、摩擦系数为0.01时,得到型材出口速度较为均匀的V形型材。通过对TA15钛合金T形型材挤压过程进行模拟分析,导流槽对T形型材形状影响较大,在T形水平端增加导流槽,可以有效平衡型材出口流速,得到最优的型材形状。最优的工艺参数组合为挤压温度为1100℃、挤压速度为50mm/s。