中文摘要：

锻造成形过程微观组织优化是在金属塑性成形数值模拟技术研究与应用基础上实现产品内在质量控制和提高的深化研究。以锻件晶粒度细小均匀为目标，提出锻造成形微观组织优化目标函数，在研究热成形过程微观组织演化机理的基础上，将灵敏度分析方法和微观遗传算法相结合，建立锻造成形过程初始坯料选择、预成形模具形状、工艺参数和状态参数等全局优化理论体系。开发集锻造成形过程热力耦合有限元分析、灵敏度形状优化及微观遗传算法参数优化于一体的锻造成形过程微观组织优化软件系统，实施典型锻造过程微观组织模拟与优化，并进行实验研究。本课题的研究工作对实现锻造生产过程向更优、更精、更省的深度发展具有重要的理论意义和实用价值。

结论摘要：

项目研究建立锻造成形过程微观组织优化方法及其应用。建立了以满足锻造成形要求作为约束条件，以锻件晶粒尺寸细化及分布均匀作为目标函数，并处理成多目标优化问题。选用遗传算法及灵敏度分析方法，构建了锻造过程微观组织优化体系，给出了遗传算法应用于锻造成形过程微观组织优化的步骤，推导建立了锻造成形过程微观组织灵敏度分析方程及相关列式，结合有限元数值模拟技术，根据不同的优化对象，分别开发了基于遗传算法与灵敏度分析方法的锻造成形过程微观组织优化软件，对典型圆柱体镦粗工艺及H型锻件成形工艺进行了工艺参数、状态参数、初始坯料尺寸以及预成形模具形状等进行了优化，在满足锻件变形要求基础上，晶粒尺寸得到了明显细化，分布均匀性也得到了显著提高。相应的实验研究与分析优化结果吻合较好，说明本项目建立的优化体系及开发的软件是可靠的，能够满足锻造成形过程微观组织优化分析的需要。