纵向变厚度扁平材是一种轻量化、节约型钢材。从上世纪八十年代，国外就开始了对纵向变厚度扁平材板轧制的研究，并且已经广泛应用于汽车制造业、造船和桥梁业，而我国对纵向变厚度扁平材的研究则处于刚刚起步阶段。对于我国来说只有少数大型企业可以生产纵向变厚度扁平材，而大部分纵向变厚度扁平材还是依赖国外进口。所以研究变厚度轧制理论和技术对我国纵向变厚度扁平材的生产具有重要意义。本文依据变厚度轧制的特点从力学、变形、运动学等条件出发，推导出了适合变厚度轧制的咬入角、变形区长度、中性角、前滑和金属的平均变形速度公式。根据变厚度轧制过程中轧辊的压下和抬升特点，采用DEFORM有限元模拟的方法分析了在变厚度轧制过程中金属的纵向出口速度、横向流速和宽展随时间、楔形角、摩擦系数的变化规律。根据变厚度轧制过程中宽展的影响因素和变化特点，通过引入变厚度轧制影响系数对现有的宽展公式进行修正，使其适用于变厚度轧制过程。变厚度轧制过程中影响轧制力变化的因素很多，通过有限元模拟对现有过渡曲线进行分析，提出了更适合变厚度钢板生产的轧制工艺：过渡区减速轧制和适当延长过渡区长度。这两种工艺都可降低最大轧制力，但一定程度降低了生产效率。针对现有过渡曲线所存在的问题，提出一种以一次曲线主导，高次曲线过渡的新型过渡曲线。此曲线不但解决了一次过渡曲线轧制力突变和高次过渡曲线轧制力过大的问题，而且在一定程度上提高了生产效率了。本文的研究成果为变厚度轧制技术的后续研究奠定了基础，并对我国变厚度轧制的工业应用提供了参考依据。