镁合金因其质量轻、比强度高的特点,广泛用于航空航天等工业领域。镁合金挤压成形制件精度高、性能好,同时又具有质量轻和比强度高的特点,因此具有广泛的应用前景。多向挤压技术能成形形状复杂的零件,且制品具有完整的流线结构,因此是制造高性能多通类零件的主要制造工艺。本文主要研究高强度Mg-Gd-Y-Zn-Zr镁合金方形三通多向挤压成形工艺。通过对高强度Mg-Gd-Y-Zn-Zr镁合金进行热压缩实验,得到材料热加工的应力应变数据,并根据实验数据建立材料的本构模型,对压缩后的试样进行微观组织分析并建立微观组织再结晶模型。利用有限元软件Deform的二次开发接口将所得到的数学模型嵌入到软件中,为高强度镁合金多向挤压工艺仿真与优化建立材料模型。设计了多向挤压方形三通锻件图和坯料形状,制定了两种多向挤压工艺方案:一步法方案和两步法方案。一步法方案是利用模具将坯料一次多向挤压成锻件;两步法方案分为两个阶段,第一阶段是利用模具将圆柱形坯料反挤压成圆筒形坯料,第二阶段是利用模具将圆筒形坯料挤成方形并多向挤压成三通件。利用二次开发后的Deform有限元软件建立有限元模型,将镁合金的本构方程导入Deform软件中建立材料模型,对两种工艺方案进行数值模拟,分析了锻件成形过程,并对水平凸模的预放位置进行设计,最终得到预放20mm比较合理。分析了两种方案条件下锻件的等效应变、等效应力分布规律以及挤压力随行程的变化规律;分析了锻件的晶粒尺寸和再结晶体积分数分布和演变规律,并进行对比分析。最终得到两步法方案锻件的等效应变和等效应力分布均匀、所需挤压力较小,且再结晶晶粒平均尺寸也较小。对不同工艺条件下的多向挤压工艺进行有限元仿真,分析了锻件在不同温度、不同挤压速度及不同摩擦系数下的等效应变、等效应力、挤压力、晶粒尺寸和再结晶体积分数分布和演变规律。利用Isight软件建立响应面(RSM)近似模型,对两步法方案第一阶段成形的筒形制件形状进行多目标优化,最终使方形三通锻件应变分布更加均匀,并降低挤压力。