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为有效提高高强钢筋辊式矫直精度，基于楔钳作用机理提出一种多段变形、统一曲率多辊止转筋机构，即两侧上辊分别压下，针对不同直径高强钢筋，形成与之匹配的大变形曲率，并处于楔钳夹持状态，保证后续矫直过程的止转筋。在对高强钢筋应力应变分析的基础上，采用工程弹塑性力学基本理论，推导钢筋弹复扭矩方程，结合止转辊系力学模型，建立止转筋变形协调方程，确立钢筋止转条件；应用ANSYS/LS-DYNA对止转筋机构工作过程进行有限元模拟，并对钢筋转动角度随时间变化规律、接触应力状态进行探究。仿真与试验结果表明，该机构在保证接触强度的条件下，能实现高强钢筋矫直过程，并有效提高矫直精度，可为实际生产提供指导。