高精度轧制方法获得的产品尺寸精度高、断面形状优良、性能优越,在市场上的竞争力强。在型钢轧制工艺中,孔型系统设计的优劣是实现高精度轧制的关键性因素。随着计算机技术的发展,人们利用计算机辅助设计的功能,结合轧制理论、设计人员的经验和最优化理论,使孔型的优化设计得以实现。但是优化后的孔型系统不一定能实现型钢的高精度轧制,在考虑降低设计成本的基础上,利用模拟方法评价孔型系统的可靠性及设计优劣取得了一定的发展。故研究孔型优化设计理论和对优化后的孔型系统进行评价方法,具有十分重要的意义。论文以某厂棒材半连轧生产线连轧机组(Φ500×2/Φ420×6/Φ320×6)生产棒材的轧制过程为研究依据,建立轧制工艺及力能参数模型,分析某厂的实际需要和现有孔型系统的基础上,建立孔型多目标优化模型,获得优化结果。以塑性理论为基础,对轧制过程的金属坯料三维流动过程进行有限元模拟分析,最后使用有限元模拟方法对优化结果进行评价分析。通过对棒材生产工艺的研究,以经典的轧制理论和现场工作技术人员的经验为基础,建立精确计算轧制工艺及力能参数模型。在现有生产工艺的要求下,提出了能耗最低、轧机负荷均衡等两个优化目标,建立孔型设计多目标优化模型。以典型产品(Φ14圆钢)作为优化对象,将孔型设计多目标优化模型转为标准最优化数学模型。以遗传算法为优化算法,根据孔型多目标优化设计过程的特点,采用适应性权重法,从而获得基于遗传算法下的孔型设计流程,使用MATLAB6.0软件,编写优化设计程序,获得优化结果,即优化后的孔型系统、工艺参数和力能参数。然后,以弹塑性有限元及变形区塑性流动理论为基础理论,利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件对圆钢轧制过程进行模拟分析,得到变形区的应力应变分布状态,以及金属轧件流动和表面轧制力分布规律,能够很好的解释了金属轧件宽展现象,故用三维弹塑性有限元分析钢圆钢轧制过程是有效的。最后利用有限元模拟分析的方法,探讨了同一圆钢型号不同精轧孔型系统的尺寸参数对产品尺寸精度的影响,对于孔型优化设计的结果评价和分析有着重要的指导作用和使用价值。综合上述设计方法,对我们确定最优工艺参数,缩短产品开发周期具有重要的工程应用价值。