镁合金作为实际应用中最轻的金属结构材料,它具有比重轻、比强度和比刚度高等优点。但由于镁合金具有的密排六方晶体结构致使镁合金塑性较差,且其温敏性较高,导致镁合金在轧制过程中易出现裂纹及组织不均匀从而影响管材质量。周期式冷轧具有单道次小变形量、多道次累积变形效应的特点,适合于难变形金属成形,并可进一步实现细化晶粒、改善晶粒取向等优点,获得性能较高的镁合金管材。在整个变形过程中力学变形特征及工艺参数是影响管材成形的关键因素之一,因此,需要针对上述关键问题展开研究,获得对应的影响规律及组织演变行为,对镁合金管材加工制备具有一定的指导意义。基于此,本文结合周期式冷轧机的工作原理和金属管材成形过程的变形机理,对冷轧成形过程中各变形段应力、应变关系进行理论研究,发现在减径段发生壁厚增加、外径减小和长度伸长的塑性变形;在减壁段发生壁厚减薄、外径减小和长度伸长的塑性变形;精整段在壁厚、长度方向的塑性变形趋于一致。利用有限元软件对AZ31镁合金管成形过程的数值仿真,获得并验证管材金属流动及管材变形区综合力学规律。对冷轧过程影响较大的几个可控工艺参数包括送进量、回转角及轧制速度,通过数值仿真,分析关键工艺参数对冷轧成形过程的影响规律,分析研究表明冷轧过程中等效应力、等效塑性应变、节点温度均随着送进量和回转角及轧制速度的增大而增大。结合周期式冷轧管材变形原理与实际生产工况,选取出最合理的工艺参数。通过与有限元数值仿真对应的AZ31镁合金管进行轧制实验,得到了成品管外径尺寸和特征变形段平均温度,结果验证了工艺参数数值仿真模型的准确度。通过对轧制实验得到的成品管在特征变形段取样进行微观金相实验,得到了AZ31镁合金管冷轧成形过程的变形区初步组织演变规律,并验证了基于元胞自动机的AZ31镁合金管材微观组织预测模型的准确度。