随着我国国民经济的发展和科学技术水平的不断提高,大直径管材在国内的需求量逐年升高,对产品质量的要求也越来越高。轧后的精整是提高管材产品质量的重要工序;矫直作为精整阶段的最后一道工序,在产品的尺寸精度和成材率方面起着至关重要的作用。二辊矫直机具有高精度的特点,而且在对圆材头尾矫直方面具有自身独特的优势,因此对大直径管材二辊矫直机的辊型设计和矫直效果的研究,以及对新的二辊矫直方案的探究,都具有重要的理论价值和实际意义。本文基于弹塑性理论和矫直理论,分析了二辊矫直过程中弯曲变形规律及各种曲率之间的关系。在考虑加工硬化和压扁作用的基础上推导了管材矫直过程中的弯矩方程,为后续的理论推导奠定基础。对比分析了几种传统的矫直辊辊型设计方法,分析了各种辊型设计方法的主要思想及侧重点,选出适合大直径管材二辊矫直机矫直辊的辊型设计方法,使辊型设计更加合理,矫直精度更高。利用编程软件MATLAB对辊型进行计算得出矫直辊辊型尺寸,并计算出该种辊型的理论矫直精度。基于有限元软件MARC建立大直径厚壁管材二辊矫直有限元模型,并对矫直过程进行模拟仿真,分析其矫直效果;试探性提出针对大直径管材的温矫方案,对比不同温度下的矫直效果,得出最优温度下的温矫方案,为后继的理论研究和实际生产过程中工艺参数的制定提供参考依据;分析了二辊矫直过程中的调角规律,为生产实际过程中的现场操作提供理论参考。