本文以有限元理论和晶体塑性力学为基础,采用Voronoi图表模拟多晶体微观结构,并对建模过程中的两个主要因素:晶粒尺寸和晶粒取向以及计算过程中的两个主要因素:网格划分和晶粒数目对模型模拟计算结果的影响作了深入的讨论,最终建立了面心立方晶格的多晶体塑性变形模型。从细观层次(主要是指晶粒尺度)模拟研究了多晶体室温单向拉伸变形行为,以工业纯铜和GH4169为例,模拟计算了多晶体塑性变形过程的宏观应力应变响应,与实验结果进行比较,得到如下结论:(1) Voronoi图表通过真实材料的几何学性质和拓扑性质,提供了平面晶格边界,在各向同性和稳定状态生长假设下,不同晶粒之间的边界可以用这些多面体很好的描述,而且它可以与晶核成形和随机生长过程作比较,在模拟多晶体材料中具有很好的可靠性和有效性;(2)晶粒数目和网格划分的影响主要体现在计算精度要求上,晶粒数目的多少及网格划分的疏密代表了计算过程中模型离散点的数量多少,模型离散点数量越多,计算过程中对晶粒变形、转动情况的数学记录和描述数据点越多,模拟得到的结果也越精确,但相应的计算效率会大大降低。实际模拟计算时应综合考虑模拟计算的精度和效率,选取适当的晶粒数目和网格划分方法;(3)晶粒取向对模拟计算的影响主要分为两种情况,对于理想条件下的材料,可选用完全随机分布的晶粒取向;对于含有较多织构的材料,选用织构取向。这两种情况得到的晶粒取向具有广泛的适应性,可用于不同加工状态下的真实材料中特殊晶粒取向的模拟;本文建立的Voronoi多晶体晶体结构模型重点关注于晶体结构对模型模拟结果的影响,而晶粒尺寸在本文模型中的影响很小,可以不考虑;(4)综合上述主要的影响因素,建立面心立方多晶体塑性变形模型,并以纯铜多晶体和GH4169拉伸试验为例,对模拟计算结果进行了验证。验证结果表明,本文建立的面心立方多晶体模型具有较高的可靠性和有效性。