随着世界钢铁总产量的日趋饱和，钢铁企业发展的着重点悄然发生了转变，由原来强调产品总量转变到现在的产品精度的提高，而板带材产品的轧制又是钢铁生产必不可少的组成部分，其轧制设备的先进程度直接影响到板带材产品的质量。本课题以山西省冶金设备设计理论与技术重点实验室——省部共建国家重点实验室培育基地四辊可逆冷轧机改造项目为依托，以结构模态和动态响应分析理论为依据，应用有限元分析法，对四辊可逆冷轧机的机架、辊系及轧机机座的整体强度、刚度和动态特性进行了较系统深入的理论研究和模拟仿真。针对中心四辊可逆冷轧机存在的问题，首先对轧机机架进行了改造，将机械压下改为液压压下，大力提高了四辊可逆轧机轧制压下的准确性和时效性。由于在轧机窗口高度不变的基础上安装了液压压下装置，造成机架窗口空间不足，不能正常安放工作辊和支撑辊，故采取减小支撑辊辊径的方式进行相应的改造。本文首先利用三维实体软件Solidworks对四辊可逆冷轧机机架、支撑辊和工作辊装配体及机座整体进行了几何实体建模，将得到的实体模型分别导入有限元分析软件Workbench中，对四辊轧机的动态特性及刚度进行了较系统的模拟研究分析。通过对机架的强度、刚度和模态分析，得到了机架在承受最大轧制力时的应力集中部位，即容易发生破坏的地方；通过模态分析，得到了机架的固有频率和相应的振型，为避免轧机机架发生共振提供了科学依据。通过对轧机辊系的静力分析，对支撑辊辊径改造之后能否满足轧制需求进行了校核。通过对四辊可逆冷轧机整体模型的静力分析，得到了轧机机座整体刚度，分析了轧机刚度的影响因素；通过模态分析，得到轧机机座的前十五阶固有频率和振型，得出了对轧机垂直方向振动影响最大的模态阶数，为避免轧机发生共振提供了科学依据，有着十分重要的实际意义。本文的研究为中小型钢铁企业或科研机构进行轧机设备改造提供了一个可参考的成功案例，为中小型企业小成本改造、可持续发展提供了理论指导。