棒材的生产要经过炼钢、轧制、精整等工序,精整作业线为棒材生产的最后一道工序,其工艺控制精度直接影响到成品棒材的品质。矫直机作为精整线作业线的核心设备,其矫直工艺控制直接决定了棒材的直线度精度,所以建立完善的矫直工艺控制模型成为棒材生产企业的迫切需求。针对上述问题,本文采用理论分析、数值模拟及试验验证等方式,做了如下研究。（1）基于板材中性层偏移理论,采用离散法建立了棒材矫直过程中中性层弧形偏移理论;将棒材在辊系中的每一时刻都视为纯弯曲状态,通过ABAQUS软件对棒材纯弯曲过程进行了模拟,基于数值模拟数据拟合出了中性层弧形偏移公式;在压力机上进行三点弯曲试验,获取了不同距离比η截面中性层偏移情况,通过理论公式、有限数据、试验数据的对比,证明了棒材弯曲中性层弧形偏移理论的正确性。（2）基于棒材中性层弧形偏移理论,推导了棒材矫直一次弯曲弹复理论;将第一次矫直弯曲后的残余曲率作为第二次弯曲矫直的原始曲率,以此类推,建立了棒材十辊矫直过程全流程弯曲弹复理论,该模型可以验证矫直工艺参数的合理性。（3）以双线性辊型设计方法为基础,基于Visual Studio软件平台建立矫直辊辊型计算模型,该模型可根据来料棒材参数快速计算出矫直辊各项参数范围,根据实际情况进行具体参数设置,设计好的辊型数据可被快速获取,从而为矫直辊的绘制提供便捷;基于连续小弯曲矫直理论建立了棒材十辊矫直反弯量设定模型;通过循环迭代法,以棒材与矫直辊接触长度80%为目标建立了棒材矫直倾斜角度调整方法;同时提出了一种棒材直线度计算方法,该方法可为直线度在线检测奠定理论基础。（4）通过ABAQUS软件模拟了的棒材矫直过程,获取了矫后棒材的直线度、残余应力及矫直力等情况。通过模拟,矫后棒材直线度小于1mm/m,满足直线度要求,且残余应力值较小。随后采集了某厂棒材十辊矫直机的工艺参数,通过对比,理论计算反弯量略大于现场实际设定反弯量,偏差为10%左右,同时应用全流程弯曲弹复理论对矫直工艺进行了验证,结果残余挠度小于1mm/m。