近年来,合金钢连铸技术以及大型轧机被相继应用到大直径棒材的生产当中,200mm以下棒材逐渐由轧制取代锻造生产,大大降低了生产成本。矫直作为棒材轧后重要的精整工序,对其成品的质量起着决定性的作用。二辊矫直机结构简单,矫直精度高,独有对棒材全长矫直的特点,能够提高产品成材率,在大直径棒材矫直中得到了越来越广泛的关注。目前国内有关二辊矫直的研究多集中在中小直径棒材,因此研究大直径棒材的二辊矫直理论具有非常重要的实际意义。本文以金属材料的弹塑性理论为基础,对棒材矫直过程中应力和应变的关系,棒材曲率的变化规律进行了研究。在考虑材料强化特性的情况下,总结了棒材矫直的曲率比方程,确定了决定棒材残余曲率的关键因素。根据矫直过程中棒材被压弯矫直的原理,分别对凹、凸矫直辊的辊形进行了设计,并利用有限元软件ABAQUS对棒材的矫直过程进行了模拟。通过分析稳定状态下棒材与矫直辊的接触情况,重新设计了矫直辊辊段的长度,对辊形曲线进行了修正。最后,在辊形确定的基础上,分别对不同直径的棒材在不同辊缝、矫直辊安装角度下的矫直过程进行仿真,通过对后处理结果进行分析,确定了不同直径规格的工件的最佳矫直工艺参数,对矫直辊辊缝以及安装角度随棒材直径变化的关系曲线进行拟合总结了矫直工艺参数的计算公式,并验证了公式的可靠性,为大直径棒材的矫直提供了参考。