从微观角度而言,工程中的金属材料大多属于非均质材料,且工程材料对应的材料参数都不易获得确定的数值,这些因素极大影响了金属材料力学性能分析的难度和精度。本文以具有代表性的DC04钢作为研究对象,结合不确定分析方法,晶体塑性理论以及基于有限元的多尺度均化分析方法,在考虑其材料参数区间不确定性的情况下,通过建立合适的微观结构均化模型,对其进行不同载荷下的区间均化分析并获得材料的以区间表示的宏观力学性质,从而建立起一个相对可靠的金属多晶体材料区间均化分析模型。论文的主要内容和重点工作如下:首先,本文以FEAP作为均化分析的主要软件,结合Matlab及Abaqus软件,采用Voronoi算法原理,构建了多晶体微观结构模型,同时,利用Fortran语言将以滑移变形为主的材料本构模型编写为FEAP用户模型子程序,并完成其对应接口程序UMATIn和UMATLn的编写,从而完成了对FEAP的二次编译,构建了所需晶体弹塑性材料模型;此外,通过构建单晶模型,改变其材料模型中的相关参数时,根据单晶模型力学响应的变化规律验证了所建材料模型的有效性。其次,基于微观结构力学响应的收敛规则,确定出用于均化分析的代表体积单元(Representative Volume Element,RVE)的尺寸大小,将均化分析与区间优化算法相结合,构建了多晶金属材料在有限变形下的区间均化分析模型。其中,对于RVE模型的确立,是通过构建多组相同几何尺寸、包含不同晶粒数的微观结构模型,统计其在单轴拉伸下施加不同载荷量时微观结构上均化响应应力的收敛性,将满足收敛条件的微观结构作为多晶金属材料的RVE;区间均化算法程序的编制,是基于Pareto支配将基础粒子群算法改进为能够进行多目标优化的区间算法,并结合均化中宏观模型有效塑性参数的计算方法,将其嵌入区间优化程序中,从而完成本文区间均化算法程序的编写。最后,基于上述准备工作,模拟多晶金属材料的成型过程,在简单剪切载荷和三向剪切载荷下进行了有限变形下多晶金属材料的区间均化分析,获得了宏观材料模型(Von-Mises模型和Hill模型)对应有效参数的区间范围,并通过对结果的统计分析,获得了材料区间有效响应量随不同载荷类型及区间变化率的变化规律;另外将区间均化获得的有效参数代入对应宏观有效材料模型中进行均化分析后,计算与对应条件下RVE模型间均化响应的偏差度,从而验证了采用多尺度区间均化方法建立的多晶金属材料区间均化模型及其材料有效参数的有效性。