塑性力学的建立和发展已经历了几个世纪,上世纪60年代以后,随着有限元法的发展、塑性本构关系的建立以及计算机技术的进步,有限元数值仿真技术在材料塑性成形领域得到了突破性的进展。采用这种数值仿真方法,可以模拟实际塑性成形过程中工件内部应力、应变、温度等参数的变化情况,寻找和制定最佳成型工艺,避免盲目的实际试制,大量节约研发成本,是实际锻造成形和新产品开发中的一个有效手段。本文在参阅国内外众多文献基础之上,利用金属成型有限元软件DEFORM-3D对1300型液缸件的锻造成型过程进行了计算机模拟仿真。通过模拟得出了钢坯在整个锻造过程中不同区域的温度、应力以及应变的分布变化情况。并通过镦粗后钢坯应变分布的变化,分析了坯料镦粗过程中的塑性变形特性及可能产生的一些锻造缺陷。为了进一步研究和分析钢坯在锻造过程中的塑性变形特性,本文还做了如下研究:(1)单次压下量和端面摩擦系数对钢坯塑性变形特性的影响;(2)坯料拔长过程中的刚端影响以及普通平砧拔长和FM法拔长的对比;(3)利用计算机模拟结合方柱体钢坯镦粗的刚塑性力学模型研究并证明了钢坯镦粗过程中其中心被动塑性变形区存在着拉应力。研究结果表明:(1)随着单次压下量的增加钢坯侧面和侧棱的应力显著减小,同时,靠近钢坯端面的锥形区(难变形区)的面积也在减小;(2)坯料端面与铁砧间的摩擦系数越小,端面的应力场分布就越均匀,平均值也越大,钢坯中心的塑性变形量也越大;(3)LZ法拔长时刚端因素的存在加强了受压坯料中心部位的塑性变形,同时出现了开口朝向刚端的“V”字型塑性变形区;(4)用FM法拔长时,刚端因素的存在使得受压坯料的塑性变形区上移,中心部位塑性变形量很小,塑性变形主要集中在受压坯料靠近刚端的上半部分。此外,本文还利用计算机模拟结合金相组织实验对该锻件表面及棱角区域出现的裂纹进行了实效分析。认为此裂纹产生的主要原因是锻件表面及棱角附近应力集中,附应力过大,使得具有严重氧化现象的金属表层开裂所致。