搅拌摩擦焊接过程中，焊缝区域会存在比较大的温度梯度，并且温度场会随着搅拌头的移动而发生变化。这种在时间以及空间上的不均匀加热以及冷却过程，都会引起焊接残余应力以及残余变形，焊接残余应力会影响结构件的损伤容限和疲劳寿命，残余变形则会影响构件的装配，所以研究搅拌摩擦焊的残余应力分布、残余变形以及疲劳寿命都具有一定的工程实用价值。虽然实验手段可以研究其残余状态，但是容易受到周围环境的影响且时间周期比较长，所以采用数值方法对搅拌摩擦焊过程进行研究是非常有必要的。　　本文中采用数值模拟的方法研究了平板对接焊的温度场、残余应力场分布以及焊后变形，并且使用单一变量控制法，通过改变不同的焊接参数对搅拌摩擦焊的过程分别研究;然后开展焊接残余应力对焊接构件疲劳影响的研究。本文中的各章节安排如下:　　第一章对搅拌摩擦焊接技术的研究进展进行了综述，主要包括搅拌摩擦焊的焊接原理以及焊接工艺参数、搅拌摩擦焊接构件的温度场、搅拌摩擦焊接构件残余状态、搅拌摩擦焊接接头处微观组织的分布以及疲劳性能的研究，并概述了本文中的主要工作内容。　　第二章介绍了搅拌摩擦焊接热力耦合模型的基本理论。　　第三章建立了顺序热力耦合有限元模型，并且将通过ABAQUS子程序编写了搅拌头移动热源的程序，对搅拌摩擦焊的焊接过程进行数值模拟仿真。　　第四章通过对搅拌摩擦焊接的顺序热力耦合仿真分析，获得了焊接温度场、应力场分布以及焊接残余变形的分布云图及变化曲线，得出一般性规律:在搅拌摩擦焊接过程中温度场的分布以搅拌头为中心向四周呈现半椭圆的分布;残余应力主要分布在焊缝区域，且主要以纵向残余应力为主，在垂直于焊缝方向呈现“M”状分布，沿着焊缝方向呈现抛物线分布;焊接变形主要在焊缝区域呈现向下凹的趋势。　　第五章使用控制变量法，对搅拌摩擦焊的焊接工艺参数搅拌头的转速、焊接速度、轴肩半径进行控制，研究焊接参数对搅拌摩擦焊的温度场以及残余应力场的影响规律。　　第六章研究了残余应力对焊接构件疲劳的影响。研究发现在焊缝处的残余应力主要与拉伸残余应力的形式存在，并且由于拉伸残余应力的存在降低了构件的疲劳寿命，可以通过改变焊接参数从而减小焊缝处的残余应力，从而提高焊接构件的寿命。　　第七章对本文中的工作做了总结，并对以后的工作做了展望。