汽车车身作为整车所有零部件的载体，其开发和制造的成本约占整车全部投资的40%～60%，而且，车身开发的关键在于汽车覆盖件模具的设计和制造。

随着市场竞争的加剧和环保法规的相继出台，汽车工业面临着严峻的挑战，“3R战略”成为了所有汽车制造商的追求目标——缩短研发周期、降低研发费用以及减小整车重量（提高燃油效率）。3R战略的实施对诸如CAD/CAM/CAE等技术的应用提出了更高的要求。

众所周知，汽车的大部分构件都是薄板冲压件，国外各大汽车厂商很早就开始采用计算机仿真技术用于指导产品的设计和制造。

冲压数值仿真的发展主要依赖于各种板成形软件的涌现和进步，这些CAE软件大多可以利用CAD生成的模型进行设计和工艺过程仿真，为新产品的开发提供参考依据。

当前，工业上应用板材成形CAE分析的目的可以归纳为以下四个主要方面：

□ 节省时间：对工件是否可制造作出早期判断，减少调试次数，缩短开发周期，快速响应结构修改；

□ 节省费用：降低模具成本，增强可靠性；

□ 提高产品质量：择优选择材料，可制造复杂的零件，可进行各种成形参数的优化，为未来的产品设计、工艺设计、模具开发和试模提供技术储备；

□ 降低风险：准确预测可能出现的成形问题、表面质量问题和型面准确性等问题。

传统的汽车模具开发

在车型设计→模具设计与制造→产品投产的整个过程中，模具设计和制造约占2/3的时间，成为了制约新车型快速上市的关键因素。

传统的模具开发是由产品直接进行工艺设计和模具设计（如图1）。设计者根据书本中的规则和积累的经验采用试错法（trial-and-error）来实现，把模具加工出来再试模，当成形出现问题，如起皱、开裂、过渡减薄时，由试模工程师直接修模，如打磨拉延筋、增加吸料特征等。当这些手段仍然无法得到满足要求的产品时，就不得不宣布模具报废，再重新进行工艺设计和模具设计，再制模、试模，直到可以生产为止。从这个过程中可以看出，这种方法通常会带来大量设备、材料和时间上的浪费，因此，产品开发的成本显著增加，新车型投放市场的周期也被延长，同时，质量也得不到保证，降低了客户的信任度，这些都会严重影响企业的竞争力。

图1  传统的汽车模具开发过程

[1] [2] [3] [4]  下一页