在熱態鍛件鍛造成形的過程中，鍛件尺寸和溫度都是影響鍛造加工的重要工藝參數。實時有效地掌握鍛造過程中的鍛件尺寸和溫度變化規律以及兩者之間的相互關系，不僅可以在鍛造過程中制定良好的鍛造工序和提高鍛件的內部質量，還能從長遠地改善鍛造工藝和提高生產效率。由于鍛造工藝對鍛件尺寸和溫度的要求復雜程度越來越高，因此，在鍛造過程中以鍛件測量的尺寸和溫度為基礎，研究鍛件尺寸和溫度之間的相互關系，對于優化鍛造工藝具有極其重要的理論指導意義。

本文以軸類鍛件為例，根據鍛件尺寸和溫度受鍛造功和外界環境雙重影響的特性，從鍛件能量守恒和內部成形質量變化的角度出發，進一步研究并構建了鍛件測量尺寸和溫度之間的相互影響關系模型。主要研究工作如下：

(1)本文將鍛件尺寸變化時的溫度場分別地表示為溫降和溫升的兩個溫度場函數。基于傳熱原理，結合鍛件的測量軸向尺寸和溫度，修正了鍛件尺寸變化時的熱傳導系數計算公式，進而利用二維的非穩態熱傳導理論獲取了溫降時的鍛件溫度場函數。根據能量守恒原理，構建了鍛件尺寸變化時的塑性功和熱能之間的功能關系函數，并進一步改進了功能轉換系數。利用可移動坐標系下的熱源法求得到了鍛件溫升時的溫度場函數。最后，通過疊加溫升和溫降的兩個溫度場函數，建立了鍛造過程中鍛件尺寸變化時的溫度場模型。

(2)基于以上構建的鍛件尺寸變化時的溫度場模型，進一步研究了鍛件溫度變化影響下的尺寸變化關系。基于鍛件內部質量參數的變化過程和應力特性，分析了鍛件溫度和尺寸變化的內在關系，利用多元微分的數學分析法求取了鍛件尺寸變化和應力之間的關系函數。結合鍛件測量溫度和軸向尺寸，分析了鍛件成形能量函數中變化參數，得到了鍛件溫度與應力之間的關系函數。最終，以應力為中介變量構建了鍛件溫度變化影響下的尺寸變化模型。

(3)最后，基于鍛壓現場測量信息和Deform-3D仿真軟件，構建了鍛件鍛造過程的模擬實驗和仿真，分別驗證了鍛件溫度模型和尺寸變化模型。其一，通過Deform-3D軟件模擬了鍛造過程中的溫度場，進而得到鍛件模擬溫度。而結合鍛壓現場的鍛件測量信息，利用所建立溫度場模型求取了相應理論溫度值。通過對比分析法驗證了鍛件軸向尺寸變化時溫度場模型的可行性。其二，設計了鍛造過程中的不同溫度下多次單步工序實驗，并以鍛件軸向的測量尺寸和理論尺寸對比分析，驗證了鍛造過程中鍛件溫度變化對尺寸變化影響關系模型的可行性。

(4)  通過Matlab仿真進一步分析了鍛件溫度與尺寸變化之間相互影響關系模型的可行性，并明確了該相互關系模型的實際意義。證實了鍛件尺寸和溫度之間的相互影響關系模型對鍛造工藝設計和提高鍛件的內部質量都有著一定的指導意義。 

本文圍繞鍛造過程中熱態鍛件測量的尺寸和溫度之間的相互影響關系進行了研究，取得了一定的成績。但是由于本人的研究水平和時間的限制，該研究中還存在許多有待解決的問題，未來研究工作可從以下幾個方面進行。 

(1)針對鍛件尺寸變化時的溫度場的研究，需要對進一步考慮鍛件具體形狀因子對鍛件溫度的影響因素以及時間上延時的可能性。 

(2)針對鍛件溫度影響的尺寸變化關系研究，只在宏觀層次上進行了分析，還需更深地從微觀層次上研究鍛件溫度與尺寸變化之間相互影響關系。

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