热轧带钢在实际生产过程中，为了控制带钢的组织和性能，在卷取之前要经历控制冷却的过程。降低卷曲温度和提高冷却速度已经成为有效改善组织和性能的控冷方法。而高速冷却的情况下，板带温度不均匀会引起组织成分的不均匀，两者共同构成了使带钢产生板形问题的根源。目前，这种影响还是一种不可控制的因素，因此，从理论上分析轧后层流冷却对热轧带钢最终板形的影响是一项具有重大意义的研究课题。本文以实际的热轧带钢生产过程为研究对象，以Q345-B级钢为例，依据带钢在冷却过程中的温度-相变-应力耦合关系，采用数值方法建立描述带钢残余应力和最终板形的数学模型，使用C++编程实现了热轧带钢轧后板形变化的离线计算，分析了不同冷却条件对带钢板形的影响。采用有限差分的方法推导出带钢横断面的节点温度表达式，根据层冷设备参数确定边界条件，将相变潜热视为内热源，计算得到了带钢在冷却过程中的温度演变规律。通过计算数据对比，得到了冷却模式、初始温度分布和边部遮蔽对带钢温度场的影响。根据相变热力学计算得到带钢的相变平衡温度，用热膨胀法测得Q345-B在不同冷速下的相变开始温度和体积分数变化规律，以Kwon模型结构为原型，回归得到了Q345-B在连续冷却过程中的相变孕育期模型和相变体积分数计算模型。通过计算数据对比，得到了冷却模式、初始温度分布和边部遮蔽对带钢相变体积分数的影响。根据计算得到的温度场和相变体积分数，计算带钢在轧制方向上的热应变增量和相变弹性应变增量，考虑塑性应变及相变诱发的塑性应变对带钢残余应力的影响，计算得到了带钢在冷却过程中的残余应力和最终残余应力的变化规律。通过计算数据对比，得到了冷却模式、初始温度分布和边部遮蔽对带钢卷取前和卷曲后的残余应力的影响。