在轧制过程中，准确地预测轧制界面的接触应力对生产高质量的板带具有重要意义。传统上所用的接触应力模型是基于经典连续介质力学提出来的，虽然能够解决许多实际工程问题，但有时也出现了理论与实际不符的情况。在传统理论模型中，轧制接触面上的接触应力通常被认为是局部的，即某一点的应力仅与该点的受力状态有关，而与周围邻域内其他点的受力状态无关。实际上，轧制界面上某一点的受力不仅与该点的应力状态有关，还与周围某一邻域内所有点的受力状态有关，即存在非局部效应。为了反映轧制界面上的非局部效应，有必要利用非局部理论来进一步分析轧制界面上的接触应力。因此，本文将非局部理论引入轧制成形问题中，分别建立了Oden非局部模型下的接触应力模型和非局部应力梯度模型下的接触应力模型，并对两种非局部模型之间的差异进行了研究。为了确定非局部模型中的非局部特征参数，本文设计开发了一种基于（改进）反演算法的间接测量轧制界面接触应力的传感器，并对非局部特征参数的取值范围进行了探讨。本文的主要工作为:　　1.利用Oden非局部模型分别建立了无润滑轧制和润滑轧制情况下的轧制接触应力模型。分析了无润滑轧制状态下非局部接触应力和局部接触应力的区别，讨论了非局部效应对润滑轧制中入口区、塑性变形区和出口区的接触应力的影响，研究了非局部特征参数和摩擦系数、张力、压下量等工艺参数对非局部效应的影响。　　2.基于Eringen梯度理论导出了非局部应力梯度模型，利用该模型分别建立了无润滑轧制和润滑轧制情况下的轧制接触应力模型。研究了无润滑轧制状态下非局部效应对库伦摩擦模型和绝对恒定摩擦模型下轧制单位压力的影响，同时研究了润滑轧制状态下局部（库伦）模型和非局部模型预测的接触应力之间的差别，分析了润滑轧制状态下入口区、塑性变形区和出口区非局部效应的强弱，讨论了非局部模型和局部模型的差距同非局部特征参数和压下量等参数的关系。然后对Oden非局部模型和非局部应力梯度模型在预测轧制接触应力时二者之间的差异进行了研究。　　3.在传统反演算法的基础上，本文利用包络拟合方法改进了反演算法，并设计了一种基于（改进）反演算法的间接式接触应力传感器。通过数值仿真和实验测试共同验证了改进反演算法的有效性。同时分析了截断点数和压下量（对应采样频率不变时的采样点数）对接触应力重构精度的影响。　　4利用实验测量的轧制接触应力确定了非局部模型中非局部特征参数，分析了在给定实验数据前提下应力梯度模型和Oden模型中非局部特征参数的区别。研究了无润滑轧制中理论轧制单位压力不同于实测值时，非局部特征参数的取值原则并探讨了非局部模型在修正理论模型时的适用范围。　　本文利用非局部理论分析轧制界面的接触应力，虽然使得问题的复杂性有所增加，但是计算的结果却更加真实、可靠。此外，本文设计的间接式接触应力传感器克服了传统接触应力传感器的不足之处，能够较为准确地测量轧制界面的接触应力，为分析、抑制振动，进而生产高性能板带提供了潜在的应用价值。