汽车轻量化作为一种提高汽车燃油经济性，降低排放的途径，正在被广泛的采用。基于新的材料加工技术的变厚板逐渐成为汽车轻量化设计的重要手段之一。变厚板技术建立在柔性轧制之上，柔性轧制要求在轧制过程中通过计算机实时控制轧辊间距获得沿板料连续变化的截面形状。变厚板几何非线性和材料非线性的存在，使得变厚板的仿真模拟成为需要研究一个关键领域。为了扩大变厚板在轻量化设计中的应用，本文在大量实验和数值模拟的基础之上，对变厚板冲压成形数值模拟进行了系统的研究。首先通过等厚度区域的单向拉伸实验验证了退火之后变厚板等厚区的材料性能参数存在差异。之后，通过变厚板数字散斑单向拉伸实验，发现过渡区不同厚度位置同样有着不同的材料性能参数。因此，针对变厚板在仿真模拟中材料模型建立的问题，提出了整体法和分段法的处理思路，在分段法中又提出了离散法、插值法和整体法的方案。将建立的材料模型应用到变厚板的仿真模拟之中，对比仿真结果中力-位移曲线和实际实验力-位移曲线的差异性，得出了采用分段法中的插值法既能够满足精度要求又比较便捷。针对变厚板厚度在有限元软件中的体现问题，在ABAQUS中分析了实体单元和壳单元的针对变厚板的仿真模拟的计算效率。结果显示采用减缩积分壳单元效率最好。在DYNAFORM中分析了更改节点厚度来实现壳单元厚度连续变化方案的不可行性，之后提出了离散厚度处理的思路。针对材料的离散和厚度的离散，通过对变厚板单向拉伸实验进行模拟，对比不同离散程度下，仿真结果和实验结果的差异性，分别确定了材料和厚度的离散精度。本文另一个重要工作，就是对变厚板的成形极限曲线进行研究。从理论，经验公式和实验三个角度进行分析探讨，提出了两种处理方案。即采用经验公式的离散处理方案和通过实验的拟合方案，通过变厚板的圆筒单向拉伸实验进行了验证这两种方案的可行性。最后将之前研究确定的变厚板仿真模拟方案应用到变厚板前纵梁的仿真模拟之中，用来分析零件的实际成形性能。