辊式淬火机是中厚板现代化热处理生产线关键的工艺设备，辊式淬火工艺是生产高强度高级别中厚板产品的主要热处理工艺。然而，由于辊式淬火机水冷却强度很大，淬火工艺比较复杂，中厚板淬火时温度变化剧烈，厚度方向温差很大，冷速也不同，造成钢板内部产生较大的热应力和组织应力，最终导致钢板产生翘曲变形，废品率高。针对这种现象，中厚板辊式连续淬火过程必须制定出合理的淬火工艺。通过有限元数值模拟方法，研究淬火过程温度场、应力场变化情况，可以为优化中厚板淬火工艺提供理论依据。本论文立足于中厚板热处理生产线现状，选Q690D高强度中厚板为研究对象，结合中厚板辊式淬火机淬火过程的冷却机理，通过建立中厚板辊式淬火机淬火过程的热传导控制方程，对现有中厚板辊式淬火机淬火物理过程进行合理简化，建立了中厚板辊式淬火机淬火过程的二维数学模型——取钢板厚度截面，运用ANSYS11.0有限元软件先模拟分析了厚50mm中厚板辊式连续淬火过程厚度方向温度场的分布特点和钢板冷却速率变化规律，模拟数据与实际测量值验证，同时验证数值模型；再用间接耦合法计算出其应力的分布规律。运用正确、合理的模型模拟分析了表面换热系数、淬火方式以及辊道速度对不同规格中厚钢板淬火过程中温度场、应力场的影响规律。研究结果表明：同厚度钢板，表面换热系数在一定范围内增大有利于提高钢板心部的冷却速度；当中厚板采用高、低压连续淬火冷却这种冷却方式时有助于钢板冷却均匀，减小钢板内部的热应力；辊道速度的增大降低了钢板心部的冷却速度，但使钢板整体的等效应力值减小，所以实际淬火工艺中为保证钢板内部获得足够的冷却速度而又不使钢板的应力值太大，应选择合适的辊道运行速度。