超细晶材料在保持较好韧性的同时,显著地提高材料强度,同时在疲劳强度、热稳定性和超塑性工艺等方面表现出优异的性能。异步叠轧(Asymmetrical accumulative roll-bonding,简称AARB)能在不改变外部尺寸的基础上获得大应变,制备出微观结构均匀细化的三维大尺寸块体材料,是制备超细晶材料的先进技术。目前,虽然对异步叠轧过程的研究已取得了一定的成果,但对叠轧的工艺参数,尤其是异步比对大变形叠轧制备超细晶的力学特征影响、超细晶的形成等问题了解不深入,大量的实验求证存在经费支出大和工作量大的困难。本文应用数值模拟技术,对异步叠轧过程中应力场、应变场、金属流动速度场、板形以及轧制力等问题进行了分析,获得了较优的AARB工艺参数。本文对600℃×60min退火TU2纯铜进行异步叠轧,简单分析了低道次不同压下量的材料力学性能变化。测量了六个道次异步叠轧的轧制力并计算了一道次的轧制力,结果表明一道次计算轧制力与测量轧制力非常相近,说明计算过程选取的参数较为准确,为模拟摩擦系数等参数的选取提供了实验支持。建立三维有限元模型,应用有限元软件DEFORM-3D模拟了一道次纯铜异步叠轧过程,进一步探索纯铜在异步叠轧制备超细晶板材过程中的变形行为,弄清楚了纯铜在异步叠轧时的应力、应变、应变速率、温度、金属流动速度的大小和分布以及它们对制备超细晶铜材的影响。由拉应力和剪应力分布情况确定了纯铜异步叠轧过程的晶粒细化区域。研究了不同异步比对叠轧过程纯铜晶粒细化、轧制力以及板形等的影响,得出异步比1.15时各参数最优。研究轧制温度、变形程度及变形速度对异步叠轧搓轧区剪应力、等效应变、等效应变速率和轧制力的影响,获得了较优的异步叠轧工艺参数,为制定合理的工艺方案提供了技术支持。