滚压成型是一种节材、节能、高效的板金属成型新工艺,其渐渐成为了最有效的板金属成型技术。但滚压成型大位移、非线性成形的特点也大大限制了该技术的发展,本文对板金属滚压成型数值模拟方法进行了研究,并提出了板金属滚压成型回弹预测优化以及稳健性优化设计技术,并将上述理论和方法用于板金属滚压成型的实际设计与生产中。全文的组织结构如下：第一章,综述了滚压成型工艺特点以及现有滚压成型研究的现状,指出课题的研究背景和意义,说明了板金属滚压数值模拟、回弹预测优化以及稳健性优化设计研究的必要性。第二章,介绍了板金属滚压成型的原理和数值模拟方法。针对现有滚压成型有限元分析的困难,提出利用无网格伽辽金法对滚压成型进行仿真分析。研究了板金属滚压成型无网格伽辽金法动态节点影响域的建立、背景积分网格的生成以及动态边界处理关键技术。第三章,研究了板金属滚压成型的回弹机理,并提出将参数响应法和非参数响应法结合形成混合响应法,利用混合响应曲面法建立了板金属滚压成型回弹预测优化模型。非参数回归模型在设计变量的全局范围内具有更高的拟合精度,可以用于替代真实模型预测滚压成型的回弹角；而局部参数回归模型能够在小范围内拟合出设计变量和响应量的定量关系,可以用于响应量最优值的求解。第四章,介绍了稳健性优化设计方法及板金属滚压成型的质量缺陷,针对板金属滚压成型质量难以控制的问题,将支持向量回归和分类引入到板金属滚压成型稳健性优化设计方法中,并提出了板金属滚压成型稳健性优化设计的数学模型。第五章,结合实际课题,利用LS-DYNA的无网格伽辽金法(The Element-Free Galerkin,EFG)分析了U型断面和圆管的滚压成型。研究了U型板金属滚压成型边缘节点Z向位移规律和纵向应变分布情况,将EFG数值模拟结果与有限元模拟和实验结果进行对比,验证了其有效性和优越性；利用混合响应曲面法建立的回弹角预测模型实现典型U型断面滚压成型回弹角的预测与优化,当滚压成型的工艺参数r=1.5mm,θob=6.2°时,板金属回弹角最小为θsp=0.25°；同时对圆管进行了稳健性优化设计,通过圆管滚压成型确定性优化和稳健性优化结果的分析比较,稳健性优化设计结果的可靠性较高,并对稳健性优化设计方案(滚轮直径为142.8mm,成型的道次为16次,滚压成型速度为9.2m/min,过弯角为7.2°)进行验证,圆管的圆度误差变化范围为0.05mm,圆度误差对噪声因素的变化不敏感,优化设计结果具有高的稳健性,有效控制了圆管滚压成型纵向弯曲、边缘波浪及回弹质量缺陷。第六章,总结了本课题的研究成果,指出了研究中存在的不足,对今后的研究方向进行了展望。