近年来，随着国民经济和国防工业的飞速发展，我国对中厚板的需求不断提高。矫直是中厚板生产中一道重要的精整工序，矫直机是保证中厚板质量的重要设备。随着控轧控冷等技术的广泛应用，钢板的矫直温度降低，材料的屈服强度提高，这对矫直设备在强度、刚度、功能及自动化程度等方面提出了更高的要求。本文以某厂新一代9辊式中厚板冷矫直机为例，确定了中厚板冷矫直的解析模型，用有限元法对钢板冷矫直过程进行了模拟，得到了较优的矫直方案；并对该矫直机进行结构分析，计算出刚度系数，提出辊缝补偿方案。论文的主要研究内容如下：基于板材在弹塑性弯曲时应力和应变的关系、合理的假设条件以及板材在矫直过程中的曲率，确定了板材的弯曲与力矩的关系和压下量的计算方法；介绍了辊式矫直机的矫直方案、各矫直辊处钢板曲率的确定、矫直力以及刚度系数的计算方法。利用ABAQUS/Standard对宽厚板辊式冷矫直过程进行了有限元模拟，分析了不同种厚度的宽厚板在不同压下方案下的矫直效果，并以钢板平直度为主要依据确定了各自的较优矫直方案。利用SolidWorks对矫直机进行三维建模，并基于SolidWorks的Simulation模块对其整体结构进行有限元分析，得到不同尺寸钢板在各自较优矫直方案下矫直机结构的应力及变形状态，计算出该矫直机的刚度系数，并提出辊缝的补偿方案。根据该冷矫直机具有各辊可单独调整的功能，对高强度宽厚板分别进行9辊式与变辊距5辊式冷矫直模拟，并从钢板的矫直效果与矫直机结构的强度、刚度两方面进行分析，确定出较优的矫直方案。全文通过对宽厚板辊式冷矫直过程的工艺与结构两方面进行了有限元模拟，较为完整的还原了宽厚板辊式冷矫直过程，为我国的矫直技术提供了理论参考。