随着能源、环保等方面的形势日益严峻,迫使汽车必须减轻自身重量来实现节能减排的目标。为了满足汽车轻量化的发展要求,越来越多的轻量化材料被应用到汽车上,而铝合金板因其密度小,耐腐蚀,烘烤硬化等特点而成为各大汽车厂用来替代钢板减轻车重的首选。由于铝合金板与钢板材质不同,使得车身用铝合金板与钢板在力学性能上存在较大的差异,所以不能套用传统钢板的冲压成形数值模拟理论和工艺设计经验或标准对铝合金车身零件进行冲压工艺设计。并且由于铝板存在时效硬化现象,其材料参数会随着存放时间增长而发生变化,导致冲压成形后,零件质量不稳定。因此,解决上述铝合金板在汽车车身上应用出现的问题,对于实现汽车轻量化具有重大意义。本文首先对汽车车身用铝板的研究现状进行了介绍,全面系统地介绍了板料冲压成形数值模拟的有限元原理,重点分析了铝板冲压成形数值模拟的几个关键技术,在前人经验和研究成果的基础上,总结了一套适合铝板冲压成形的数值模拟理论。由于铝板存在时效硬化现象,其材料参数是随着存放时间的增长而发生变化。为了研究时效硬化对铝板成形性能的影响,本文分别对刚出厂、存放3个个月和存放6个月的铝板进行杯突试验和拉伸试验,分析时效硬化造成的6021-T4铝板材料参数变化趋势,以及对其冲压成形性能的影响。结果的分析表明,时效硬化会使得铝板的冲压成形性能变差。因为车身用铝合金板与钢板在力学性能上存在较大的差异,所以铝板和钢板在冲压工艺的设计过程中也必然存在区别。本文根据铝合金板的特点,结合工程实践经验对上海通用某车身结构件进行了冲压工艺的设计,分析了铝板与钢板在冲压工艺设计上的区别。时效硬化造成的铝板材料参数变动,导致铝板冲压成形不稳定,零件合格率低。本文在设计车身结构件的冲压工艺后,继续对其进行稳健性优化。在介绍了稳健设计的概念和基本理论后,对田口方法进行了详细地阐述,确定了基于田口方法的稳健设计步骤。采用田口方法对车身结构件的冲压工艺参数进行了稳健设计,在不增加模具的设计和制造成本的前提下,提高了该铝合金车身结构件的冲压成形稳健性,为现场模具调试提供给了指导,具有工程实用价值。