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中厚板轧制生产过程是最重要的金属塑性加工过程之一,轧制产品也被广泛应用于建筑工程、机械制造、容器制造、造船钢板、海洋构建等众多领域。但是在中厚板轧制过程中,轧件的非均匀展宽导致轧制生产出非矩形形状的中厚板,造成大量的切头、切尾及切边损失。因此,研究中厚板轧制平面形状控制方法对提高成材率、提升产品质量至关重要。本文以国内某中厚板轧机自动化系统及平面形状控制系统项目为依托,采用数值模拟与理论分析相结合的方法,利用大型有限元软件ANSYS/LS-DYNA,对MAS轧制方法、立-平轧制方法及立辊与MAS轧制相结合的方法进行有限元模拟研究。本文研究的主要内容如下：(1)在查阅中厚板平面形状控制相关文献的基础上,阐述了中厚板轧制的过程及变形特点,简要介绍了平面形状控制的基本原理与必要性、各类平面形状控制方法的原理与特点及国内外平面形状控制技术的研究与发展,为后文MAS轧制和立-平轧制过程的模拟奠定了理论基础。(2)基于中厚板轧制模拟过程,简要介绍了ANSYS/LS-DYNA有限元软件的功能特点及求解步骤、显示动力弹塑性有限元的基本理论和有限元技术在中厚板轧制模拟中的应用；重点分析了在ANSYS/LS-DYNA模拟中的重要概念与在中厚板多道次可逆轧制过程中模拟的难点及解决方案,为有效建立轧制模型提供基础。(3)建立展宽MAS轧制的有限元模型,对展宽MAS轧制过程进行模拟计算。研究在MAS轧制道次段板坯的厚度变形情况与板坯的应力应变；对比板坯在MAS轧制和常规轧制后板坯头尾形状；分析MAS轧制参数与板坯粗轧结束后头部形状的关系；同时结合现场调试和生产数据,调整有关参数,保证了数值模拟的准确性。(4)建立立-平轧制的轧制模型,对立辊轧制过程进行模拟计算。描述立辊轧制后板坯的头尾、宽度及狗骨变形特点并分析其形成原因；研究立辊轧制阶段的轧制力、应力应变情况；分别模拟研究了立辊侧压量、立辊辊径、板坯厚度对立轧后板坯断面狗骨形状的影响。(5)在已建立的立-平轧制模型的基础上,对立轧后水平轧制过程进行模拟计算。首先分析立轧后板坯经过水平辊轧制后的头尾及宽度变形特点；分别模拟立辊侧压量、立辊直径、水平压下量及板坯厚度对立轧后水平轧制板坯展宽变形的影响及板坯头尾的变形影响。(6)建立立辊-展宽MAS轧制的有限元模型,对增加立辊后的展宽MAS轧制过程进行模拟计算。分析立辊轧制与展宽MAS轧制相结合后板坯的头尾及宽度变形;对比分析增加立辊轧制后板坯平面形状的变化；模拟在不同立辊侧压对板坯粗轧结束后宽度及头尾变形的影响。