复杂截面型材的弯曲加工在生产中广泛应用,而滚弯成形工艺具有加工设备简单,易操作,应用范围广等优点。本文采用理论与有限元相结合的方法详细研究了复杂型材滚弯成形过程及规律。根据滚弯基本原理和对滚弯成形设备的分析对比,得出对于复杂型材滚弯成形,需要从基础上对复杂型材和滚弯成形工艺进行研究。提出了对复杂型材的分类和型材弯曲加工方式的分类。根据型材截面形状把复杂型材分为对称式和非对称式型材,在此基础上再划分为开式型材、封闭式型材和混合型材-开式与封闭式结合的型材。本文主要研究开式非对称式型材进行研究。根据型材轴线、腹板弯曲状况,曲率半径变化等因素分类弯曲加工方式。本文采用的是三维收边等曲率弯曲的加工方式。复杂型材的几何参数主要包括截面惯性矩,中性层,抗弯截面系数和抗扭截面系数。复杂型材截面惯性矩理论计算较困难,并且很难保证计算精度,本文应用二维软件进行了主惯性矩求解;借鉴型材拉弯、板材和管材滚弯的中性层求解的方法,对于复杂型材中性层进行了理论求解,得到应力中性层和应变中性层的计算公式;抗弯截面系数和抗扭截面系数表征截面对弯曲和扭曲的抵抗能力,并根据实际情况可以来分类复杂型材。本文采用型材材料的应力应变关系为双折线,加工硬化采用指数型。根据滚弯加工原理及工艺特点,选取中心辊加载位移、加载速度、辊轮转速为复杂型材滚弯加工的工艺参数。通过对滚弯过程分析,利用弹塑性理论,建立了滚弯过程中型材变形过程的力学模型,再根据真实应力应变曲线,求得型材弯曲过程中型材应力应变模型,由单向拉伸失稳条件,计算出型材最小弯曲半径,最后通过推导出板材弯曲的回弹计算公式,再根据拉弯型材和板材滚弯的应力应变的变化,进一步得出型材弯曲的回弹计算公式。根据弹塑性基本理论,利用边界条件和回弹模型,建立了复杂型材滚弯成形有限元模型,并对滚弯过程进行模拟。根据仿真结果分析了复杂型材弯曲零件的残余应力分布特点,重点研究了复杂型材截面上的应力应变分布规律和加载位移、加载速度对整体型材和型材截面的应力应变的变化规律。同时研究了型材纵向剖面在滚弯过程中角度的变化及扭曲变形规律。由型材长度和型材腹板两方面研究了型材弯曲回弹前后残余应变的分布情况,比较理论计算回弹量和有限元仿真回弹量。本研究为进一步提高复杂截面型材滚弯加工质量提供了有效指导。