随着现代制造技术的不断发展,对构件的性能提出了更复杂的要求,使得单一组元的材料难以满足,且传统的叠层板零件多遵循先连接、后成形的方式,存在脱层、回弹控制困难和工装复杂等缺点。本文依托于国家自然科学基金项目（51675332）以及上海市优秀学术带头人计划项目（19XD1401900）,针对课题组提出的基于摩擦致热的钢/铝异质叠层板渐进成形与同步连接工艺,为了揭示该工艺的成形机理,基于ABAQUS构建了热力耦合的数值仿真模型,并建立了修正的热流动应力模型和接触模型,从成形温度、几何轮廓和成形力三个方面进行了实验验证。基于零件的剥离实验与数值仿真,进一步提出了可以用于判断连接质量的判据,利用数值仿真,分析了进给速度、主轴转速、层下压量和零件壁角对叠层板成形与连接质量的影响。本文的主要研究成果如下:（1）考虑了温度对应变硬化项和应变率强化项的影响,建立了修正的Johnson-Cook流动应力模型;考虑了界面相对滑动速度对摩擦热分配系数的影响和温度对摩擦系数的影响,建立了修正的界面接触模型。（2）基于仿真结果的分析发现:成形温度随主轴转速与进给速度比值的增大而增大,随层下压量的减小而增大;并且在相同的工艺参数下,当壁角增大时,成形温度将显著增加;对于成形深度为8.5mm的锥台件,工艺参数对叠层板料侧壁厚度的分布影响较小,且板料的厚度分布不再遵循经典的正弦规律,其中上层板侧壁中间偏上区域（2mm～3mm深度处）的厚度随时间先增厚后减薄,而下层板顶部拐角区域的厚度增厚。分析还发现:较高的主轴转速与进给速度的比值、较小的层下压量和相同主轴转速与进给速度比值条件下较高的进给速度都将使零件产生更高的底部鼓形。（3）在剥离实验和数值仿真分析的基础上,提出了基于接触压应力、等效应力与工艺时长计算的连接质量的判据。当Pmax<92MPa时,或当Pmax>97MPa且Q<0.476时,连接的质量较差;当Pmax>97MPa且0.607<Q<7.018时,连接的质量一般;当Pmax>97MPa且Q>7.879时,连接的质量较好。（4）基于连接质量判据与数值仿真分析发现:连接质量在侧壁的不同位置存在差异,其中侧壁中间区域的连接质量最强。通过提高主轴转速与进给速度的比值,可以提高接触界面的连接质量,但是工具头的层下压量对接触界面连接质量的影响很小。