宽厚板生产在钢铁生产中占很大比重，对宽厚板轧机进行分析研究对我国钢铁生产具有重要的意义。同时轧辊在轧制生产过程中处于复杂的应力状态中，尤其是宽厚板轧机的轧辊工作环境恶劣，长期处于大压下量和高速轧制状态下，轧辊要与高温轧件、冷却水以及支承辊进行接触。在整个轧制生产中轧辊要承受由于冷却水引起的周期性热应力，轧制负荷所引起的接触应力、剪切应力以及残余应力等。大量的生产实践证明，轧辊裂纹的产生、疲劳破坏和轧辊表面的剥落是导致轧辊失效、影响其寿命的主要原因，而这些都与轧辊的受力状况密切相关。本文以首秦公司精轧机工作辊为研究对象，综合考虑4300mm宽厚板轧机的工作环境，对轧制过程中轧辊所受的温度和载荷进行深入的分析，采用MSC.Marc有限元分析软件，建立了轧辊的三维模型并对轧辊进行温度场模拟，得到稳定轧制状态下的温度场，再以轧辊稳定轧制状态下的温度场为基础，考虑在轧制过程中轧辊所承受的各种载荷，建立起轧辊三维热力耦合分析模型，从传热学和力学角度对轧辊的温度变化及应力变化做了分析，综合分析宽厚板轧机工作辊在复杂工况下的温度场和应力场，并以此为基础讨论了轧辊失效形式，更加深刻的认识到轧辊失效的原因，对轧辊的疲劳寿命进行了预测，对首秦4300mm生产线产品质量的提高具有重要意义，为生产节奏的合理安排打下基础。