随着汽车和轮胎轻量化的发展趋势,钢帘线需要发展高强度的冷拔钢丝;硅片和蓝宝石晶片切割为减少锯缝和材料损失,也迫切要求发展高强度的细钢丝。然而,通过增加塑性应变量提高钢丝力学性能的方法到达了瓶颈,急需寻找其他的有效途径。本文利用Abaqus有限元分析软件对钢丝多道次拉拔过程进行模拟仿真运算,并进行了多道次拉拔钢丝的力学性能实验,旨在明确冷拉大变形过程中应变路径的规律,以获得基于应变路径的组织演变和力学性能的理论基础,为通过应变路径控制组织演变开发高强度的钢丝提供一条新思路和新方法。文中首先讨论了应变路径的概念和表征方法,确定了以偏应力张量施密特因子表征应变路径演变的方法。然后针对珠光体钢丝多道次冷拉拔的生产工艺,结合有限元软件的特点,运用场变量传递和网格重划分的技术,实现了对珠光体钢丝多道次拉拔应变路径全纪录有限元模型的建立。并针对拉拔大变形以及钢丝表层到心部力学性能不均匀的问题,基于实验构建和修正了大变形量材料模型。对珠光体钢丝进行多道次拉拔模拟。发现钢丝多道次拉拔过程中,各道次在心部到表层方向上的等效应变分布规律相同,且钢丝心部等效应变值最小,次表层处等效应变值最大。23道次拉拔结束后,钢丝的最大应变值可达到4.360。计算了拉拔过程中的应变路径。结果表明不同位置处的材料经历了不同的应变路径变化:心部和表面材料的应变路径基本保持不变,其余部分在进入定径带前经历了较大的应变路径变化,其中次表层材料经历的应变路径变化程度最大。研究了工艺参数对应变路径变化的影响,发现随着模角增大,材料所经历的应变路径变化程度随之增加;而随着压缩率的增加,材料的应变路径变化程度减小。测试了冷拉拔珠光体钢丝不同半径处的屈服强度。由于钢丝在拉拔过程中经历了不同的应变路径,因此钢丝的屈服强度在半径方向上分布不均匀:表层的屈服强度最高;随着半径的减小,屈服强度先降低后升高;在相对半径0.8处,屈服强度又逐渐下降。