管材矫直机是管材精整生产中重要的设备之一,在管材生产中有着不可替代的作用,管材矫直机机架刚度和强度好坏以及矫直机辊形曲线精度对于管材的矫直质量至关重要,而上、下横梁是管材矫直机机架的核心零部件,故本文对管材矫直机的上下横梁、机架及矫直机辊形曲线进行了研究。矫直机机架的上、下横梁是管材矫直机的核心零部件,其质量好坏对于管材的矫直质量至关重要。因此,对管材矫直机上、下横梁进行结构优化,显得尤为重要。但对于复杂的结构进行优化,传统的解析法则无能为力。随着现代力学、数值法及计算机技术在软硬件方面的发展,有限元法在理论和应用技术方面都已经取得巨大的进步。有限元法在工程技术领域已成为应用最广泛、最有效的数值方法之一。本文在对管材矫直机上、下横粱结构研究的基础上,采用ANSYS建立了其有限元模型,然后施加载荷,目标函数选为上、下横梁的重量,以上、下横梁主要的结构尺寸为设计变量,在满足其静强度、刚度、边界约束的条件下,通过APDL进行结构优化编程,生成上、下横梁的参数化优化分析文件,采用Sub-Problem优化工具对其进行了优化,获得了理想的结构参数。整个优化过程利用APDL实现了参数化,便于设计的反复修改,极大地提高了分析效率。矫直辊是管材矫直机的主要变形工具,故本文针对管材矫直机辊形曲线的设计特点,采用牛顿迭代法,用VB开发了《辊形曲线设计》软件。该软件的应用,大大降低了辊形曲线设计中人为产生错误的可能性,提高了辊形曲线设计的精度。