铝连续铸轧技术生产工艺流程短、产品质量优良而日益在国内外受到越来越多的重视。截止2005年底，我国现有铸轧机280台。作为铸轧机的核心部件，铸轧辊在铸轧生产中起着极为重要的作用。在铸轧过程中，铝熔体在辊缝中冷却和凝固所散发的热量主要是通过其与辊套的接触传热到辊套上，然后由辊套内部的循环冷却水不断的冷却辊套，带走热量。可见，辊套承受周期性的热载荷冲击，在热应力、轧制应力、装配应力等载荷综合作用下，产生机械疲劳和热疲劳，导致辊套失效。辊套除正常磨损外，主要是过早产生疲劳裂纹，提前失效，这种情况在生产中占80％以上。由于辊套价格昂贵，如果其提前失效，将会增加生产成本，因此研究提高辊套的使用寿命具有重大意义。本文根据国内外对铸轧辊使用寿命研究分析的基础上，运用大型有限元分析软件ANSYS对连续铸轧过程中的辊套进行热结构耦合建模和求解分析，主要研究如下：(1)建立辊套传热的数学和物理模型，解决了铸轧过程中存在质量传输和周期性运动边界的问题，得到辊套的温度场分布规律；(2)在辊套温度场分析的基础上，考虑到在铸轧过程中辊套承受轧制应力、热应力、装配应力等载荷综合作用，对辊套进行热结构耦合分析，得到辊套的应力场分布规律；(3)通过仿真得到的辊套温度场、应力场分布规律，分析辊套产生疲劳裂纹的原因，并且根据金属疲劳累积损伤理论和断裂力学理论，研究辊套疲劳裂纹形成及扩展寿命规律，建立辊套疲劳寿命预测模型；(4)全面分析了不同铸轧生产工艺参数，如铸轧速度、铸轧区长度、冷却水强度、辊套厚度、装配过盈量等，得到不同条件下辊套的温度场和应力场分布，得出有利于提高辊套使用寿命的最佳匹配参数，在此基础上，提出一系列能延长辊套使用寿命的方法，并对辊套的疲劳寿命进行实例计算；(5)对铸轧辊辊面温度进行现场温度测试，并采集相关数据。实验研究证明，仿真结果与实验测试数据基本吻合，从而验证了模型的可靠性；实际生产中辊套的使用寿命与本文建立的辊套疲劳寿命预测结果基本吻合，从而证明预测模型的可靠性。