本文首先比较全面的介绍了塑性成形有限元法的基本原理,对弹塑性材料本构模型,热传导分析,热应力分析,热机耦合分析,有限元接触问题,有限元网格重化分等的原理和分析方法做了较全面的介绍。对工件和模具建立弹塑性有限元模型,使用准静态的热机耦合分析,综合考虑各种热效应的影响,对星形套冷挤压成形过程进行数值仿真,较好的模拟出了工件的整个成形过程,得出了工件和模具的应力场、温度场、压力曲线,模拟出了工件成形后的弹性回复和得出了残余应力的分布。研究分析了材料模型、网格尺寸、摩擦系数对成形过程仿真的影响;分析了工件成形后弹性回复对工件尺寸精度的影响;工件成形后的残余应力分布,以及网格重画对单元体积的影响;比较了采用均布载荷和采用非线性分析模具应力场的差异。分析了模具应力分布,找到了模具应力集中的位置,找出了工件提前破坏的原因,对模具的结构进行了分析,改进了模具的结构;对改进后的模具和工件进行有限元分析,分析结果和实际情况符合良好,改进后的模具使用寿命有显著的提高。比较全面的介绍了疲劳破坏分析的基本理论,详细的阐述了局部应变法、疲劳裂纹扩展法的原理和寿命预测方法。采用线弹性有限元模型对结构重新建模,将结果导入MSC.Fatigue,根据模具有限元危险点的应力变化曲线作为载荷-时间历程曲线,采用应变寿命法对模具使用寿命进行了疲劳寿命预测,并采用裂纹扩展方法对疲劳寿命进行了研究。预测寿命与实际使用寿命基本相符。研究了成形过程仿真中存在的问题,各种疲劳分析方法在模具疲劳寿命分析中的应用,进一步探讨了解决成形过程仿真和疲劳寿命预测问题的方法,最后对成形过程仿真和疲劳分析中存在的问题做了总结,提出了可能的方案,并对将来有限元发展的方向做了预测。