摆动辗压是一种局部加压连续塑性成形技术,具有材料利用率高、生产率高、生产成本低、机械性能好和使用寿命高、成形尺寸精度高等诸多优点,在材料加工领域有着广泛的应用。摆辗过程中产生的塑性铰属于弹塑性铰模型,当局部区域的弯矩等于截面塑性弯矩时,就认为塑性铰已经形成。一旦摆辗过程中产生了塑性铰,将会在工件内部产生弯矩,引起工件内力重新分布,影响工件的塑性变形方式和残余应力分布以及材料性能,因而有必要研究环件摆辗镦粗工艺过程中的塑性铰特性。本文通过有限元模拟对摆辗塑性铰的形成与特性进行了分析。在摆动辗压工艺的基础上,建立了摆辗模具及零件几何模型;基于弹塑性有限元方法,建立了环件摆辗镦粗的有限元模型,应用三维动态显式有限元算法对环件摆动辗压成形过程进行模拟分析;研究了环件摆动辗压镦粗塑性铰区域的应力分布状况,分析了高径比、摩擦系数与相对进给量对环件塑性铰区域应力场的影响,得出了工艺参数对塑性铰形成的影响。根据以上研究,成果如下:1)获得了环件摆辗镦粗塑性铰区域的应力与高径比的关系,得到了不同高径比的塑性铰区域的应力区间。2)阐述了摆辗镦粗工艺过程中塑性铰形成机理与特征。3)在摆辗初始阶段,由于环件被动变形区的变形量较小,没有形成塑性铰;随着摆辗镦粗变形量的增加,环件被动变形区面积增加,产生塑性铰;塑性铰的位置沿摆头旋转方向偏移。4)研究了高径比ζ、相对进给量Q和摩擦系数μ对塑性铰的影响,发现高径比ζ、相对进给量Q对塑性铰的位置影响比较相似,摩擦系数μ增大到一定时候,塑性铰就不会产生。