随着科技的进步及国民经济各部门生产的发展,社会对大直径棒材的需求量越来越大,对其质量要求也越来越高。为了得到高精度、高品质的棒材,矫直是一道必不可少的工序。目前,国内关于大直径棒材矫直的研究较少,仅有的一些也是应用多斜辊矫直机进行矫直,其存在空矫区,浪费材料。二辊矫直机没有空矫区且矫直精度高,可以弥补这一不足。因此,对二辊矫直机矫直大直径棒材进行研究具有重要的理论价值和实际意义。本文从弹塑性基本理论出发,分析了棒材矫直过程中应力、应变以及各种曲率之间的关系。在考虑材料强化的条件下,推导了棒材矫直过程中的弯矩和棒材矫直的曲率比方程式。详细介绍了分段等曲率反弯辊型的设计方法,设计了针对φ100~φ150mm大直径棒材的分段等曲率反弯辊型,并利用有限元软件MARC对棒材二辊矫直过程进行了有限元仿真,对矫直过程中棒材的应力和应变进行了分析。参考有限元模拟结果,在理论分析的基础上对矫直辊辊缝曲率大小重新进行了选择,对矫直辊辊型进行了修正,并通过有限元仿真验证了其对矫直机的矫直质量有显著的提高。对矫直过程中的力能参数包括矫直力及能耗进行了理论分析,将理论计算得到的矫直力与有限元仿真中的矫直力在数值上进行了对比。对棒材直径及材料改变后矫直辊倾角调整进行了研究,并利用MATLAB编程对倾角的调整大小进行了具体的计算,为以后的理论研究及工艺参数的选择提供了参考依据。