金属板料成形技术在国民生产和制造业中一直处于非常重要的地位，随着我国国民经济的发展和综合国力的提高，金属板料成形技术应用将会更加广泛。板料成形方法通常有挤压、拉拔、轧锻三种，板料成形设备有压力机、卷板机、折弯机等。近年来，随着我国航海业和造船业的不断发展，尤其对大型军用舰艇的需求日益增加，船用卷板机的重要作用得到越来越多人的关注。大型卷板机成形力大，工作辊受力复杂，在长期的交变应力作用下，工作辊容易发生疲劳失效，进而产生裂纹、磨损、剥落等破坏，严重时甚至发生辊身断裂，不仅影响成形件的质量，而且还可能造成重大的经济损失和安全隐患。因此，对卷板机工作辊疲劳寿命的研究具有十分重要的意义。本文采用有限元软件建立卷板成形有限元模型，对不同成形力、不同成形速度和板材厚度条件下的卷板成形过程进行数值模拟研究，并将数值模拟研究的数据文件导入到疲劳分析软件中进行工作辊寿命的分析，对比分析了不同成形参数下的工作辊疲劳寿命，得出影响工作辊疲劳的关键因素。主要研究内容如下：1.对卷板模型中各部件的单元类型、材料属性、边界条件、网格划分等进行了详细的分析，在此基础上建立了卷板成形有限元模型。2.基于建立的卷板成形有限元模型，详细分析了成形过程中各个阶段工作辊的应力状态。研究发现，工作辊上最大接触应力和等效应力位于工作辊与支承辊的接触部分，此区域是容易发生疲劳的危险部位。另外，对比研究了卷板过程中上、下工作辊与支承辊的接触应力和等效应力，分析了工作辊的疲劳寿命，研究表明，工作辊的寿命最低点位于工作辊与支承辊接触部分的附近区域，说明受力状况对疲劳具有重要影响。3.基于建立的卷板成形有限元模型，纵向比较了成形力、工作辊转速和板材厚度对工作辊疲劳寿命的影响。研究表明，在一定范围内，成形力越大，对工作辊损害越大，工作辊疲劳寿命越低；工作辊转速越快，工作辊疲劳损伤越严重，其疲劳寿命越低；成形板材越厚，对工作辊抵抗和破坏越大，工作辊疲劳寿命越低。在相同成形力、工作辊转速或板厚的条件下，对比分析了上、下工作辊的疲劳寿命。研究表明，下工作辊结构设计较为合理，不会发生疲劳，上工作辊由于承受更大的应力和损伤，容易产生疲劳失效。因此，在设计工作辊时，应当改善上工作辊的尺寸或材料，在实际生产当中，要合理控制成形力、工作辊转速和板厚的大小。4.在疲劳寿命分析的基础上，对下工作辊的尺寸进行了优化，研究表明，在不影响卷板机整体使用寿命的前提下，下工作辊直径可以减少50mm。