冷弯型钢中的异形管作为一种重要的经济断面钢材，具有尺寸精度高、断面均匀、表面质量好等诸多优点，在国民经济的各个领域内都有着广泛的应用。连续辊弯成型是冷弯型钢的主要生产方式，由于其成型的复杂性，导致生产中的孔型设计和工艺制定仍然主要取决于经验知识。因此，开展异形管连续辊弯成型的基本理论及其仿真技术研究，掌握异形管连续辊弯的成型规律，实现能够预报产品尺寸精度和性能及优化的专家系统，对节能节材具有重要意义和实用价值。异形管的连续辊弯成型过程是一个非常复杂的多道次孔型轧制过程，具有典型的三维非线性特点。本文根据异形管闭式连续辊弯成型的特点，基于不动点理论和拓扑映射理论，采用双圆弧插值算法，建立了异形管形心映射数学模型，能够对所有异形管连续辊弯成型轧辊进行孔型设计，并利用有限元法对几种常见的孔型进行了仿真模拟，对称性截面的异形管仿真结果与设计结果的误差较小，复杂截面的异形管误差较大，并对误差原因进行了分析。为了对此数学模型的进一步研究，以方矩形管为例，结合某厂实际生产工艺，以有限元软件MARC为平台，建立了方矩形管连续辊弯成型七机架的三维弹塑性非线性有限元模型，对方矩形管七机架连续辊弯成型就行了模拟计算，模拟结果与现场生产结果比较吻合，验证了此有限元模型的精确性。基于以上建立的有限元模型，获得了方矩形管连续辊弯成型时纵向和横向上的金属流动规律，并分析了轧制速度、外部摩擦条件、轧辊直径、管坯壁厚和管径等因素对横向壁厚和纵向延伸的影响，确定了管坯的管径和壁厚对成型后壁厚和延伸的影响较大，速度、摩擦和轧辊直径对其影响较小。针对方矩形管成型时的角部充满度和角部的非对称性问题，研究了孔型、壁厚和管径对孔型充满度的影响，确定了角部的成型极限，并获得了极限前后壁厚和延伸的变化规律，利用多元线性回归方法建立增厚系数和延伸系数的数学模型；根据方矩形管连续辊弯的成型特点，分别考虑长边、角部和短边的纵向延伸和横向壁厚的变化规律，依据成型过程中的体积不变定律，对各部分的延伸系数进行修正，优化了孔型设计的数学模型。通过分析方矩形管连续辊弯成型仿真过程中的应力应变变化规律及轧后残余应力的分布，获得了变形过程中的危险开裂区域并不是在正角部，而是在长边和角部、短边和角部的过渡区。基于强度理论和现场照片对危险点进行了判定，分析了现场工艺变化对应力分布的影响。通过仿真模拟，对比了四平辊、箱式成型和四辊成型的三种方矩形管连续辊弯成型结果及扭矩比、不同成型道次下的成型结果和扭矩比、相同道次不同的变形量分配的成型结果和扭矩比，确定了方矩形管连续辊弯成型的最优成型工艺。基于Visual Basic平台，引入参数化技术，并结合AutoCAD、Solidworks、Marc二次开发技术，实现了具有二维和三维图形绘制、变形预报、信息反馈、孔型修正及数据保存等功能的计算机辅助孔型设计系统。