双辊薄带振动铸轧技术是一种在传统铸轧技术基础上引入振动的新型近终形成型技术。目前,对振动铸轧的理论研究还局限于铸轧熔池内的宏观物理场,关于振动影响铸轧薄带凝固组织的机制的认识还不够深入,在制定铸轧工艺时还具有较大的盲目性。本文结合数值模拟以及元胞自动机方法,旨在实现对振动铸轧薄带凝固组织的预测,从而为实际生产过程中工艺参数的快速确定提供有效的指导,大幅减少时间成本以及经济成本,对提高振动铸轧工艺的生产效率以及铸轧薄带的质量均有重要意义。本文利用有限元方法建立了双辊薄带振动铸轧熔池的热流耦合数值仿真模型,分析了非振动铸轧在非稳定阶段以及稳定阶段内其温度场与流场等宏观物理场的分布特点。通过对比,研究了振动对铸轧熔池内宏观物理场的具体影响,为振动铸轧薄带凝固组织的模拟提供数据基础并为分析其形成过程提供理论基础。形核率计算对薄带凝固组织的模拟不可或缺,而振动铸轧中振动对形核率的影响不可忽视。为此,本文建立了振动铸轧凝固界面处枝晶的剪切模型,证明了振动能够折断枝晶,起到细化晶粒的作用。随后结合工艺特点,全面地分析了振动铸轧中的细晶机制,结果表明振动对薄带内晶粒所起到的细化效果是枝晶折断、激冷晶游离等多种因素的综合结果。为反映振动对形核率的影响,采用了剪切流与振动耦合的形核率模型,将振动对凝固组织的影响等效为形核功以及扩散系数的改变,为振动铸轧薄带凝固组织的模拟及研究提供了可靠的形核率模型。基于熔池热流耦合数值仿真所提供的温度场数据以及剪切流与振动耦合的形核率模型,利用元胞自动机方法,编写了振动铸轧薄带凝固组织的模拟程序,并借助该程序分别模拟了非振动与振动铸轧薄带凝固组织的演化过程。通过对比得出结论,振动能够抑制柱状晶的生长,增加等轴晶比例,细化薄带晶粒。通过对比不同振动条件下铸轧薄带的模拟凝固组织,发现随着振频、振幅的增加,振动对铸轧薄带凝固组织的改善效果也在逐渐提升。完成20CrMn钢的振动铸轧实验,测试了实验所得薄带的力学性能,验证了振动改善薄带力学性能的效果。观察了薄带的金相组织,分析了振动改善薄带力学性能的机制,并验证了本文所建振动铸轧薄带凝固组织模拟程序的可靠性。