微制造、微电子行业的小型化、轻量化和移动化的发展方向需要厚度更薄、尺寸精度更高的极薄金属带材,其制造技术愈来愈重要。随着极薄带材厚度减小,轧制过程愈来愈难以进行,对板厚控制精度提出更高要求,与此同时,复杂板形问题凸显,影响带材轧后产品质量,板厚板形控制理论与技术难题亟待解决。以Stone理论为代表的传统薄带材冷轧理论假设轧辊在接触变形区内保持圆弧状,而实验及实际生产说明Stone轧制力模型存在缺陷,这是由于某些轧制工况下接触变形区内存在中性区,轧辊圆弧状假设不再适用。本文通过对不同厚度薄带材轧制过程进行有限元分析,得到了不同压下率下变形区轮廓与接触压力分布变化规律;将Stone最小可轧厚度作为极小变形率下接触变形区内存在中性区的临界厚度,以其为分界点划分带材厚度范围并对不同轧制条件进行研究,推导得到了已知带材初始厚度与Stone最小可轧厚度比值时对应临界道次压下率,可确定Stone轧制力模型适用条件,为薄带材冷轧过程中轧制力计算提供理论指导。极薄带材轧制过程中,中性区的存在导致轧制力剧增而带材塑性变形量增加甚微,在实际生产中由于生产率要求,不可能为了达到某一厚度进行无限次轧制,故接触变形区计算尤为重要。本文基于Fleck理论及弹性半空间理论对变形区进行求解,根据轧制力条件和带材初始厚度计算出单道次能够获得的最大变形量;建立了极薄带材轧制适轧厚度模型,对于给定单位宽度轧制力,得到单道次压下率随带材初始厚度与理论最小可轧厚度比值的变化关系,并更正了条件最小可轧厚度公式;为已有轧机确定产品规格范围并制定轧制规程、为设计轧机时确定轧辊直径和力能参数及轧制力求解提供理论指导。在精密极薄带材生产过程中,斜向交叉浪形问题凸显,文中给出了缺陷带材厚度分布及浪形几何参数并对其产生机理进行分析,本文认为轧制过程中前张力与辊缝出口处横向应力的综合作用使带材产生高度周期性的相邻交替波峰波谷,在横向剪切应力作用下相邻波峰波谷分别连接形成斜向交叉或单肋斜向浪形;采用ABAQUS软件创建极薄带材轧制模型,研究辊缝出口带材面内横向压应力与横向剪切应力随前后张力等轧制工艺参数的变化规律;给出斜向交叉浪形几何特征参数理论计算模型并得到斜向交叉浪形随轧制工艺参数的变化规律。其次,对辊缝出口带材进行力学抽象并采用ABAQUS软件建立有限元模型,通过子空间迭代法提取线性屈曲特征值和特征向量,并将所得特征模态作为初始缺陷引入弧长法分析模型中,建立斜向交叉浪形前后屈曲过程的非线性分析模型,获得了特定工况下带材后屈曲形貌及屈曲平衡路径,验证了斜向交叉浪形产生机理分析及几何特征参数理论计算模型的正确性。最后,利用实验室二十辊轧机进行极薄带材轧制实验,测得不同轧制工况下斜向交叉浪形几何特征参数,得到了斜向交叉浪形几何特征参数随前后张力等轧制工艺参数的变化规律,与产生机理分析结果良好吻合,验证了斜向交叉浪形理论分析及有限元模型的正确性,在此基础上研究针对斜向交叉浪形的治理策略并给出了抑制此种板形缺陷的技术思路和有效措施。