镁、铝等轻合金板卷是装备结构轻量化的重要基础材料,而开坯轧制–精轧法是目前其能够大规模生产的高效工艺方法。轧制变形的稳定进行以及组织、性能与板形的优化调控均离不开轧辊的精准温度控制。尤其在中厚板开坯环节,多道次累积大变形作用下塑性变形产热会导致轧辊急剧并持续升温,而轧制过程中辊面快速、均匀控温是保证板材成形质量的关键。采用辊内流体循环控温能够有效改善辊面温度均匀性,但考虑到开坯轧制力较大,内置多孔油路的辊体设计难以满足刚度要求。单芯孔式辊体设计较符合辊面温控及轧制应用需求,但由于冷却源距离辊面较远,辊体自身导热性受限制,导致辊面温度响应对芯孔油温的变化存在明显的时滞性,因此探讨轧辊可行的冷却方法,进而研究其作用下的传热行为及温度响应规律至关重要。本文在前期芯孔式流体循环控温轧辊设计及研究的基础上,采用流固耦合模拟与传热学基础理论分析相结合的方法,通过研究轧辊内部通油（冷却油温度范围为200℃到60℃,冷却油流量为2m3/h到5m3/h）及其与外部风冷相结合（出风口温度27℃、-40℃,冷却油流量3m3/h、5m3/h,风速26m/s、31.2m/s、50m/s）两种强制对流冷却方法下轧辊的温度分布状态及辊面温度时间响应特性,探讨在冷却过程中不同冷却方式对辊面温度均匀性及时滞性的影响规律,为轧制过程中轧辊快速、均匀冷却提供理论基础。研究结果表明:（1）辊体温度的降低会减小辊面相邻节点间的温差,辊面轴向温度均匀性随之有所改善;随着径向冷却的进行,轧辊内壁到辊面的传热效率逐渐降低,温差值逐渐缩小,辊面相对于轧辊内壁的轴向温度均匀性有所改善。随着轧辊温度的降低,冷却油与轧辊内壁间的温差减小,对流换热能力减弱,冷却效率大幅减小,故辊面温降滞后时间随辊面温度的降低而逐渐增加,且增加速率呈递增趋势。（2）与轧辊内部流体循环冷却的方法相比,轧辊内外强制对流冷却的方法会使辊面温降值和温降速率的改变更为显著:保持冷却油流量与风速不变,降低出风口温度会增大外界与辊面间的温差,增加其对流换热系数,从而增大辊面温降值与温降速率;保持冷却油流量与出风口温度不变,增大风速会增加外界与辊面之间的对流换热雷诺数,从而增大辊面温降值与温降速率。出风口温度的降低会直接导致辊面与外界风冷间温差的增大,辊面节点间温度梯度也随之增大,从而使辊面轴向温度均匀性变差。