在铝卷的生产过程中,退火是热处理工艺中最重要的工序之一。铝卷温度场的仿真研究为退火工艺的制定提供了理论基础和参考依据。在铝卷退火过程中,由于铝卷层间存在间隙和油膜,引起了铝卷径向导热系数的不确定性,因此研究铝卷退火温度场的首要问题是铝卷层间导热系数的确定。本文针对铝板退火实验,建立了求解铝板间导热系数的热传导反问题模型,并采用遗传算法对导热系数进行优化求解。在对铝卷传热过程进行分析的基础上,提出了侧喷加热方式的改进方法,并利用ANSYS软件分别对侧喷加热和传统径向加热退火炉内铝卷的温度应力场进行了对比仿真。该研究不仅为侧喷退火炉的设计和退火工艺的制定提供理论依据,而且对提高传热效率,缩短退火周期,节约能源也有着十分重要的现实意义。主要工作如下:(1)针对铝板退火实验,采用二节点单元和Galerkin差分格式,建立了热传导正演问题的有限元模型,并在此基础上建立了求解铝板间导热系数的热传导反问题模型。(2)根据上述热传导反问题模型,分别采用Levenberg-Marquardt算法、Gauss-Newton算法和遗传算法对板间等效导热系数进行了求解。通过对比分析可知,遗传算法不但能克服对初始值依赖,而且有更好的抗噪性能,为其他热物性参数的优化求解提供了新思路。(3)通过对传统径向加热退火炉内铝卷退火传热过程的分析,提出了采用侧喷加热的改进方法。利用热传导反问题得到的等效导热系数,建立了铝卷的退火温度场模型,并对径向加热和侧喷加热退火炉内铝卷的温度场和应力场进行对比仿真。仿真结果表明:与传统的径向加热的退火炉相比,侧喷加热方式下铝卷的温度场分布更均匀,卷内温差只有0.6℃,且退火周期缩短了4h,提高了铝卷退火效率。