电子束熔丝增材制造作为一项新兴制造技术,被广泛应用于航空航天、汽车、生物工程等领域。然而,构件在成形时往往会经历多重复杂的热循环过程,导致严重的变形和残余应力集中开裂现象产生。快速准确实现大型结构件的应力变形预测是增材制造的关键所在。但目前,缺乏合适的算法实现大型增材制造结构件的高精高效仿真。针对这一难题,本文提出了一种基于等效热源的大型结构件增材制造应力变形仿真方法,结合能量守恒构建了面向大型结构的热-力快速计算的等效热源;并在此基础上,研发出了具有完全自主知识产权的增材制造仿真求解器,实现了某型号飞机大型短梁结构件变形及残余应力的预测。主要内容如下:（1）基于热流密度分布规律和能量守恒原则,推导了等效热源模型,提出了基于等效热源模型与热弹塑性理论结合的,大型增材制造结构应力变形快速仿真方法;基于热-力耦合推导了热-弹-塑性理论的有限元求解格式,建立了针对非线性问题的Newton-Raphson迭代求解策略,提高了有限元计算的收敛速度。以电子束熔丝增材制造成形过程为例,分别开展了等效热源和移动热源的仿真计算,发现等效热源模型预测结构变形与实测误差在10%以内,计算效率较移动热源模型提升了17倍。（2）基于CAE仿真软件设计理念,针对大型增材制造结构件应力变形仿真问题进行了框架结构设计,确定了前处理-求解器-后处理模块的操作逻辑,统一了模块间数据文件的交互格式,并构建了底层数据结构;基于C++编程语言和大型增材制造结构应力变形快速仿真算法,建立了包含前处理参数（材料属性、热源模型等工艺参数）读取与识别、温度-应力-应变矩阵方程组装、非线性问题迭代求解,以及指定格式结果文件输出等功能的全流程有限元热-弹-塑性求解器。（3）开展大型复杂结构电子束熔丝增材制造应力变形仿真,验证了等效热源模型和求解器的有效性。在个人PC上,6小时实现了某型号飞机大型短梁结构残余应力和变形仿真分析,预测变形与实测误差在10%以内;同时分析了构件内部应力分布规律,研究了成形后的结构变形趋势,确定了最大变形及残余应力集中区域,为工艺优化提供了依据。