随着计算机技术的迅速发展和市场竞争的日益激烈,人们对棒材尺寸精度、力学性能、产品质量、生产成本以及开发周期要求的不断提高,应用计算机模拟技术来仿真棒材连轧的全过程,预报产品的可制造性及产品精度已成为钢铁产业增强自身市场竞争力的必需手段。通过此种计算机辅助设计与制造的方法,我们可以获得优化的孔型设计参数、工艺参数和设备参数,指导棒材的生产和设备设计加工,进而减少因试生产造成的浪费,节约能源、节约资源。因此,系统地研究棒材轧制过程中的孔型设计系统、变形规律、温度变化以及金属微观组织的演变,已成为棒材轧制理论中最有发展前景的方向之一。针对上述问题,本文借鉴前人的研究成果,以最小能耗为目标函数,采用动态规划法对孔型系统进行优化设计,同时应用Visual Basic.NET软件,开发了棒材轧制孔型计算机辅助设计系统。并根据实际工艺条件,运用该系统设计出一套孔型参数。为了研究棒材轧制过程的微观组织演变规律,本文以中碳钢40Cr为研究对象,通过GLEEBLE-3500热模拟压缩机对材料进行物理模拟试验,分析钢材热变形奥氏体静态再结晶规律,并建立了微观组织模型。与此同时结合实验所得的组织演变模型,在DEFORM上二次开发了考虑金属热成型过程组织演变的分析模型,并且根据设计好的孔型参数,建立有限元仿真模型,对棒材连轧的全过程进行模拟,预报了棒材轧制各道次中温度场、变形场及组织场的分布规律,研究各个道次轧件的几何形状及精度。