电热多物理场耦合是一个极为复杂的物理过程,该物理过程中通电、加热同时进行,材料温度变化剧烈,属性极不均匀,电和热两个物理场之间存在强烈的交互作用。耦合过程中,材料的电阻率、导热系数等导电导热性能随工作温度的变化而改变,材料的这些系数的改变将影响材料的性能,进而影响材料内部电场和温度场的分布；电和热等不同性质的物理参数多,各种物理参数之间相互影响,部分参数可以直接控制和检测,而部分参数只能通过调节其他参数间接地控制。在实际的生产中,广泛地存在着电热多物理场耦合的物理过程,电热镦粗是一种典型的电热多物理场耦合塑性加工工艺过程。因此,通过对耦合过程中电和热相互作用机理的研究对指导实际生产过程具有重要意义。本文基于国家自然科学基金《电热镦粗成形电热力多物理场耦合大变形机理研究》,运用数值流形方法推导电热多物理场耦合数值流形格式,建立基于流形方法的电热多物理场耦合机制,模拟电热镦粗成形预热阶段电热多物理场耦合物理过程,揭示电热镦粗成形预热阶段电热多物理场耦合中电场和温度场的分布规律。主要内容如下：1.采用流形方法推导了电场的数值流形格式,建立了电场求解的数值流形方法,编写了基于流形方法的电场数值模拟程序。将模拟程序应用于电镦成形预热过程的电场分布分析,采用不同网格数量和不同覆盖函数对电位分布进行模拟,并以有限元分析软件Marc分析结果作为基准,结果表明：流形方法中,采用相同覆盖函数时,随着网格数量的增加,计算精度升高；采用相同网格数量的流形单元时,随着覆盖函数阶数的增加,计算精度升高；采用较少数量的网格即可得到与有限元方法相同的计算精度。2.采用流形方法推导了温度场的数值流形格式,建立了温度场模拟的数值流形方法,编写了基于流形方法的温度场数值模拟程序。将模拟程序应用于电镦成形预热过程的温度场分布分析,采用不同网格数量和不同覆盖函数对温度场分布进行模拟,并以有限元分析软件Marc分析结果作为基准,结果表明：流形方法中,采用相同覆盖函数时,随着网格数量的增加,计算精度升高；采用相同网格数量的流形单元时,随着覆盖函数阶数的增加,计算精度升高；采用较少数量的网格即可得到与有限元方法相同的计算精度。3.建立了电热耦合数值模拟的流形格式,编写了基于流形方法的电热耦合数值模拟程序,并将模拟程序应用于电镦成形预热阶段的电热耦合分析,揭示了电热镦粗成形预热阶段电场和温度场的分布形式,结果发现：电热镦粗成形预热阶段,材料内部的电位分布并非呈现均匀状,在靠近材料端面处,等位线较均匀且稀疏,在靠近夹持电极处,等位线较密集并呈现弯曲状；材料内部的温度最高处位于端部,在靠近端部附近,等温线较密集,而在中间及顶部,等温线较稀疏。