随着科技发展及生产需求的日益渐增,挤压材朝着大型整体化、尺寸高精度化、复杂多样化等方向发展,生产加工和应用的范围也逐渐扩大,已延伸到了航空航天、装备制造及军事等多个领域。但挤压能耗过大、材料利用率及生产效率都相对较低等成为了目前制约挤压技术发展及应用的内因所在。将摩擦搅拌原理与挤压加工技术相结合而提出的一种新的复合成形技术——摩擦搅拌反挤压工艺,利用摩擦生热原理,不需加热完成挤压加工,必然是一种免加热的新型的节能、环保工艺。因此,本文以摩擦搅拌反挤压制备筒形件为研究对象,采用有限元法对摩擦搅拌反挤压制备筒形件的成形机理进行了系统研究。以ABAQUS软件为平台,结合摩擦搅拌反挤压筒形件的成形特点,建立了既符合实际又兼顾计算精度和效率的摩擦搅拌反挤压筒形件的三维有限元模型。基于所建立的有限元模型,对其成形进行热力耦合数值模拟分析,获得了摩擦搅拌反挤压筒形件成形过程中温度场、应力场、应变场发展、演化的特征。结果表明:摩擦搅拌反挤压与传统反挤压相比,坯料的成形温度大幅度提高,有利于降低坯料的变形抗力,塑性加工变得容易;凸模的轴向载荷明显降低;摩擦搅拌反挤压的等效应变显著增大,因此能获得更大的塑性变形效果;通过金属流动图可以发现,摩擦搅拌反挤压能获得螺旋状的纤维组织,降低筒形件的轴向与周向的性能差异。然后,采用有限元分析法,探讨了成形工艺参数(凸模挤压速度、摩擦系数、凸模转速)对筒形件成形质量的影响,研究发现凸模的挤压速度和转速对其结果影响比较大。在此基础上采用正交实验法,基于多评价指标下的单一指标进行极差分析,确定工艺参数对其成形质量的影响顺序,然后在多评价指标下进行成形质量综合分析,最终获得合理的最优匹配工艺参数。本文对摩擦搅拌反挤压制备筒形件进行分析研究,其成果可丰富挤压成形的工艺理论,提高筒形件产品成形质量及其加工效率,对实际的生产加工具有指导意义。因此,为研发挤压成形新工艺、新技术提供新思路,具有重要科学意义和明确的应用前景。