大型锻件制造是重型机械制造业的基础,其在国民经济建设、国防装备发展和现代尖端科学重大装置的建立中,发挥着至关重要的作用。众所周知大型钢锭内部不可避免的会存在孔洞型缺陷,这类缺陷严重破坏了材料的连续性,容易在服役期间形成应力集中并导致裂纹损伤。对消除大型锻件内部孔洞缺陷的很多研究都依赖于有限元数值模拟技术来分析孔洞缺陷的演化行为和规律,但是由于孔洞尺寸远小于大锻件的轮廓尺寸,现有的数值模拟方法存在着模型建立困难、模拟计算复杂等问题。因此提出了一种大锻件孔洞缺陷演化过程跨尺度数值模拟的体胞法,并利用MSC.Marc有限元软件二次开发功能,开发了相应的有限元软件及其分析模型。大锻件孔洞缺陷演化过程数值模拟的体胞法由宏观、体胞模型两部分组成,单元节点的数据信息从宏观模型传递到体胞模型是联系这两层模型的关键,对大锻件锻造成形和内部孔洞缺陷演化分别在宏观与细观尺度上进行分析。在此基础上对体胞法进行应用,对一具体锻件的孔洞缺陷演化行为进行了模拟计算,得到孔洞演化的结果与已公开发表的研究成果和实验数据进行对比,验证了体胞法分析结果的准确性。确定了体胞模型中边长比、孔洞表面节点密度和体胞表面节点密度这三个影响孔洞缺陷演化模拟结果的关键因素,采用单因素轮换法对它们的影响规律进行了数值模拟研究,在此基础上确定了一套较佳的体胞模型参数。以铅作为模拟材料,在铅试件内设置孔洞,通过镦粗实验来研究孔洞缺陷的演化情况,并将其与体胞法数值模拟结果进行对比,证明了本文提出的体胞法是正确的,能够准确地反应孔洞的演化规律。