热轧板带材作为铝加工的重要产品,已广泛地应用于建筑、包装和交通运输等领域。近年来,热轧板带生产得到了迅猛的发展。板带热轧过程中的温度变化是直接影响产品尺寸精度、力学性能、轧机负荷分配以及能源消耗的重要因素之一,一直是板带生产和研究中关注的重点。然而由于热轧过程中轧件的温度影响因素众多,变形和温度同时存在且相互影响,生产企业大多只能通过昂贵而且耗时的凭经验进行反复试错的方法来调控轧件温度,效果还不理想。随着计算机技术的发展,数值模拟在板带轧制领域的应用越来越广泛。因此,研究板带多道次轧制过程的热力耦合分析基础理论与关键技术,建立准确描述板带热轧过程的有限元模型,借助于先进的研发工具对产品及其制造过程进行快速设计和分析变得尤为重要。本文对1235铝合金热轧过程中流变行为规律进行研究,建立相应的流变应力人工神经网络预报模型,并将其成功地应用于有限元程序中,为铝合金热轧过程的工程计算和数值模拟奠定了良好的基础；开发可准确描述板带多道次热轧过程、参数化的有限元分析系统,数值模拟分析轧件在多道次热轧全流程中的横断面温度场随时间历程的变化规律,得到了可用于自动化生产控制的板带温降数学模型,为板带多道次热轧技术的发展提供一种研究方法。主要研究内容包括：(1)在Gleeble-1500热力模拟机上进行热模拟实验,对1235铝合金在热变形过程中的流变行为进行研究,揭示其流变行为规律,为该材料高温塑性成形工艺的设计、计算及分析提供了理论基础。(2)计入变形温度、应变速率和应变量对流变应力的影响,采用人工神经网络对1235铝合金的高温流变应力进行了预测,并且研究了网络的结构和数据归一化对预测结果的影响。在神经网络的学习过程中,提出将应变速率值对数化、温度值倒数化和流变应力的双曲正弦值对数化的方法,与直接把参数输入到网络相比,新方法的学习效率和预测精度大大提高。通过多次验证,找到了描述1235铝合金流变应力变化规律的最佳神经网络模型为3-15-15-1,其预测值的均方差最大值为0.94MPa,结果表明：神经网络的预测精度远远高于数学模型的回归方法。(3)从塑性加工过程热传导基本方程入手,将力平衡引入能量守恒方程,把温度场和应力场的求解都建立在当前构形上,推导出了基于U.L (UpdatedLagrange)的弹塑性大变形热力耦合分析有限元公式,并给出了详细的求解流程。(4)接触摩擦模拟是有限元分析结果正确与否的关键,也是有限元计算中的一个难题。将热轧变形区沿轧制方向划分为入口滑动区、粘着区和出口滑动区,提出了三区段混合摩擦机理的接触摩擦力计算模型,采用一个形式上和剪切摩擦理论类似的分段函数,有效地解决了剪切摩擦力在中性点不连续的问题,并使纵、横向摩擦力在进入和离开轧制变形区处均为零。(5)如何将人工神经网络预测出的材料流变应力方便、高效地应用于有限元程序,是有限元计算的又一个难题。在MSC.MARC平台下,定义了1235铝合金的用户材料库,实现了流变应力的人工神经网络预报结果和大型通用有限元软件的无缝连接。(6)通过设置与轧制道次相对应的多个载荷工况、建立多个轧辊和推动刚体并设定与轧件的接触关系,在MSC.Marc中实现轧件的顺利咬入和多道次连续轧制过程。开发了一套板带热轧过程有限元分析自动建模系统,建立了某铝厂1235铝合金板带材11道次连续轧制过程的数值仿真模型,得出轧件同一横截面上心部、中部和表面点从出炉到11道次轧制过程的温度变化曲线。计算结果与现场工业实测值吻合。(7)采用正交试验法,研究了轧制速度、乳化液热交换系数、出炉温度和环境温度对板带温降的影响规律。采用回归分析技术,建立了板带温降随工艺参数变化的数学模型表达式,从而为轧制工艺参数设计与分析、节能优化等提供了理论依据。(8)在实验轧机上进行了铝板带热轧温度测试实验,探讨了不同工艺条件对板带温度的影响规律,并将实验测试结果与仿真计算结果进行比较分析,验证了本文建立的热力耦合模型的准确性。