工作辊的热辊形作为板形理论的重要内容之一,因其影响因素繁多,边界条件复杂,一直是板形研究和控制领域里的薄弱环节。因此对其展开研究,具有重要的理论和实际意义。本文系统研究了工作辊热辊形动态形成机理,建立了计算工作辊温度场和热凸度的仿真模型。确定了工作辊温度场仿真所需的传热学方程及边界条件,详细分析了工作辊热流输入输出关系及特征,讨论了热流载荷的简化计算问题,给出了喷水冷却,轧制升温,接触传热系数的计算公式。采用大型有限元软件ANSYS对包钢高强度轧机的工作辊热辊形进行了仿真计算,得出了达到热平衡时工作辊内部温度场分布规律,即工作辊在一圈内的温度变化情况、温度传递规律及整体趋势;然后将热单元转换为结构单元,进行动力学的瞬态分析,再将热分析的结果读入到结构分析中来,得到工作辊的内应力,判断是否合适,从而得到工作辊的变形情况,最终得出工作辊辊形曲线。最后,利用ThermaCAMP30红外热像仪测量了工作辊在某一时刻某一点的温度场,与理论计算比较,基本相符,利用红外热像仪的分析功能得到了工作辊的温度曲线,从而得到辊形曲线,最终验证了理论分析的正确性和所取换热系数的合理性。