厚板轧机支承辊在较大轧制力的作用下处于非常复杂的应力状态，热轧机支承辊的工作环境更为恶劣。如果支承辊的选材、设计、制作工艺等不合理或轧制时卡钢、人工操作失误造成局部发热引起热冲击等，都易使支承辊发生疲劳失效。支承辊疲劳失效的的主要形式有：剥落、辊身断裂、辊身裂纹、缠辊、粘辊和烧轴承等。因轧辊的疲劳失效而造成的轧辊消耗量的增加极大地加重了工厂的成本压力。本文将以4300mm宽厚板四辊轧机支承辊为研究对象，首先分析了轧机在轧制过程中的受力状态，并利用经典的Hertz接触理论分析了轧辊接触区的应力状态，然后又分别介绍了McEwan、Jonhson等在研究圆柱体接触区应力场的成果，并利用疲劳微动理论的相关知识，分析了轧辊间的微滑现象。支承辊辊型或辊型倒角设置的合理与否对支承辊内部的应力场有较大的影响，设置合理的辊型可以很好的缓解支承辊边部因有害弯曲而造成的应力集中，本文在当前辊型的基础上提出了一种新的支承辊辊型，并利用ABAQUS有限元软件建立三维轧制模型，分析了新辊型下支承辊内部的应力场分布和辊系变形。之后又建立了不同支承辊辊型下的四辊轧机的三维模型，对比分析了不同辊型下支承辊内部的应力场及辊系变形，证明了新辊型在缓解支承辊内部应力集中及减小有害弯曲方面的有效性。名义应力法和局部应力-应变法是目前估算疲劳寿命的主要的两种方法，其中名义应力法以名义应力为设计参数，以材料的应力-寿命曲线为基础，对处于高周应力作用下的零部件的疲劳寿命有较好的适用性；局部应力-应变法以局部应变为设计参数，以材料的应变—寿命曲线为基础，对处于低周及高周应力循环下的零构件均有较好的适用性。本文将分别利用这两种方法估算新辊型下支承辊的疲劳寿命，分析结果表明，局部应力-应变法更适合轧辊疲劳寿命的估算，接着又利用局部应力-应变法分析了不同辊型下支承辊的疲劳寿命，验证了新辊型在提高使用寿命上的有效性，并为今后分析轧辊疲劳裂纹的扩展寿命提供了基础。