随着计算机技术的迅速发展，有限元技术在金属成形领域获得了广泛应用。现有的商用有限元仿真软件所提供的材料库以及材料失效判定准则对于一些普通的金属成形工艺仿真可以进行较为准确的模拟。然而，在本文所要研究的高速棒料剪切工艺中，高速剪切将带来大应变、高应变速率以及局部升温现象，故本文基于不同应变速率、温度下的金属力学性能行为，利用Johnson-Cook本构模型进行了参数拟合，获取了材料模型，提出了新的考虑剪切作用机制的断裂准则，并加入了温度和应变速率的影响，通过有限元软件二次开发技术，将新的断裂准则应用于有限元建模，通过实验和有限元模拟的方法对棒料剪切的工艺参数进行了探究。　　利用霍普金森压杆（Split Hopkinson Pressure Bar，SHPB）和ZWICK试验机分别获取高速动态下以及低速准静态下材料的力学性能曲线，不同温度、应变速率所对应的应力应变曲线较好地反映了应变硬化效应、应变率硬化效应以及温度软化效应。利用Johnson-Cook本构模型对曲线进行拟合获取了材料参数。　　基于Johnson-Cook断裂准则和Lou断裂准则提出了考虑剪切作用机制的断裂准则，设计了不同温度、应变速率以及应力三轴度下的实验，结合有限元模拟获取了各条件下对应的断裂应变、平均应力三轴度等参数，通过计算得到了新的断裂准则中的断裂参数。　　设计开发了一套可以实现径向加压与载荷-位移信号采集的棒料剪切模具，通过控制不同的工艺参数，对剪切速度、不同长径比以及有无径向夹紧力的条件下的棒料剪切质量进行了分析和机理探究，结果证明，在高速剪切以及施加径向夹紧力的条件下可以获得较好的棒料剪切断面质量。　　建立高速棒料剪切有限元模型，利用ABAQUS二次开发平台将新的断裂准则嵌入有限元模拟，对比实验和模拟中的载荷-位移曲线验证了本构模型和断裂准则的可靠性，研究了不同的工艺参数如轴向间隙、下料长径比对棒料剪切断面质量的影响。