研究一种新型全自动短钢棒矫直机,可以矫直长度为150mm左右的合金工具钢,矫直后的钢筋可以直接用于生产刀具等直线度要求高的构件。研究矫直机的矫直辊系,为矫直机的结构设计提供参考,并有效的避免矫直机工作时系统不稳定对矫直精度的影响。建立矫直辊系的有限元模型,在ANSYS/LS-DYNA中对矫直过程进行数值模拟,设置模拟参数并对矫直模型质量缩放结果进行验证。为准确反映矫直机的固有特性,建立辊系动力学模型,在对主动辊施加一定预紧量、压辊施加一定压下量的条件下,推导各构件间的相对位移关系,建立矫直辊系动力学微分方程组,并对动力学微分方程组进行求解,求得固有频率。在ANSYS Workbench中对辊系进行模态分析,获得矫直辊系的模态频率及主阵型,研究矫直辊厚度、压辊直径、压辊厚度和短钢棒直径的变化对辊系模态频率的影响,并将获得的模态频率与理论计算的辊系的固有频率进行比较,通过数值模拟验证理论计算的合理性。为研究矫直辊系的非线性动态特性,建立考虑各辊间隙和动载荷的非线性动力学模型,推导辊系非线性动力学微分方程,进行坐标转换,进行无量纲化处理,通过matlab对非线性方程进行求解,得到系统的相图和庞加莱图,分析了激励幅值、主动辊转速和初始预紧力的变化对系统非线性特性的影响,通过改变激励幅值的大小保证系统稳定运行。