镁合金是一种轻质金属,其比强度高、低密度、高阻尼能力在交通、电子通讯和航空航天等领域具有广泛的研究及应用。轧制是镁合金板带生产中常用的方法,轧制过程中材料承受复杂的载荷和剧烈的塑性变形导致边裂损伤是镁合金板带成材率低、加工成本高的一个重要原因,阻碍了镁合金板带的推广应用。本文采用数值模拟的方法研究了AZ31镁合金板材在不同变形工艺轧制过程中板材轧制变形区的应力状态分布规律。建立镁合金材料本构关系,结合实验和模拟,确定了镁合金GTN模型参数,研究工艺参数对镁合金轧制过程边裂的影响。最终提出抑制轧制边裂的工艺措施,为镁合金轧制生产提供理论依据。论文的主要结论有:(1)轧板中心区域为三向压应力状态,按应力值大小排序:法向压应力>横向压应力>轧向压应力;沿轧板的宽度方向,从板中心到板边部法向压应力和横向压应力逐渐降低,其中板边部横向压应力降为0,轧向正应力由压应力逐渐变为拉应力。(2)摩擦系数、压下量和板厚都会影响轧制区的应力分布规律,对轧制区轧向正应力的分析表明:随着摩擦系数、压下量的增大,轧向正应力由压应力转变为拉应力的拐点从边部向轧板中心移动,且轧向拉应力最大值逐渐增大;随着板厚的增大,轧向正应力拐点由轧板中心向板边部移动,拉应力最大值逐渐减小。因此,增大板厚或减小摩擦系数和压下量可以有效降低边部拉应力,从而减少边部开裂的可能性。(3)通过拉伸实验确定了镁合金的模拟参数,并结合GTN损伤模型建立了合理的镁合金轧制有限元模型。通过ABAQUS有限元软件对轧制成型过程进行了数值仿真,研究表明轧件边部最大损伤值随着压下率的增加而增加,随着轧辊半径的增加而降低,在其他参数条件不变的情况下,300℃-400℃的轧制温度可以有效降低裂纹发生的概率。