筋肋板在实现产品减重、提高结构比强度和比刚度等方面具有显著优势,应用极其广泛。但这类构件采用常规方法难以生产,迫切需要开发满足要求的新加工技术。本文归纳了现有筋肋板类构件的生产技术,分析了各类工艺的优缺点。针对传统筋肋板塑性成形方法存在的载荷大、变形难以精确控制等问题,基于“回转成形”概念提出一种对板坯进行局部、连续的塑性变形,从而得到筋肋板等具有大厚度差特征的复杂板壳件的“省力成形”新方法——辊轧成形。新方法将体积成形、板料成形以及辊锻与轧制等传统工艺有机结合,采用异于模具往复压制的成形原理,可得到多种形式的带差厚特征板壳件;既具有传统塑性成形方法生产效率、材料利用率高等优点,又有效避免了基于往复模具运动成形方式存在的载荷大、模具寿命低等问题,可扩展性强、适应面广,应用前景广阔。论文以带横、纵筋肋的典型网格筋肋板为对象,分析了轧辊模具型槽形状与筋肋轮廓之间的几何映射关系;利用数值模拟分析了网格筋板的辊轧成形过程,探讨了主要工艺参数对制件形状与成形载荷的影响;运用响应面方法,获得了最佳工艺参数组合。最后,对网格筋板的辊轧成形进行了实验验证。主要结论如下:(1)物理实验和数值模拟表明,辊轧工艺可在较低载荷下实现复杂形状的三维变截面筋肋板成形。与组焊、局部加载等工艺相比,在制件质量、生产效率、材料利用率等方面具有显著优势。(2)网格筋肋板辊轧成形时,由于应力状态的差异,横、纵筋的变形行为存在不同。其中,纵筋的变形类似于挤压成形,其轮廓与模具型槽形状较一致。而横筋与轧辊型槽的相对关系类似一种啮合运动,在不计塑性流动时,可采用共轭方程分析横筋轮廓与型槽之间的几何关系。整体上,横筋的充填能力优于纵筋。(3)研究表明,摩擦因子m和轧辊辊径d对筋肋板辊轧成形的尺寸和载荷影响显著,而轧辊转速n影响较小。针对成形中出现的充填不满、横纵筋高存在差异等缺陷,以m、d和型槽外圆角半径r为优化因子,利用响应面法获得了具有满意填充效果的优化工艺参数组合。(4)研究发现,横筋的后壁轮廓成形容易,而前壁轮廓由于存在后滑,会在轮廓端部出现缺失。增大辊模型槽的前、后壁角度,横筋轮廓线与理论计算更为接近,成形效果更好。此外,增大摩擦和适当纯几何下的干涉可改善横筋充填效果。