高强钢板由于比强度高、综合力学性能好,在同等安全系数下,可以有效的减轻汽车重量而在汽车行业中得到广泛应用。然而,与普通钢板相比,高强钢板件室温成形存在容易开裂、起皱、回弹大等缺陷而极大限制了其在汽车行业中的发展。热冲压技术是将加热至奥氏体后的钢板进行成形并保压、淬火的一项板材成形技术,可以实现复杂型面高强钢板的成形。同时,工艺中发生的淬火处理可以极大的提升钢板的力学性能。然而,由于理论落后于实践,高强钢板热冲压技术理论问题研究在国内还属于初级阶段,尤其是在新型热冲压模具制造、热冲压过程中的相变、力学性能预测等方面还属空白。　　从弹性模量角度对热冲压件弹性变形方式进行了研究,从宏观和微观角度对热冲压件塑性变形方式进行了阐述,同时将共轭传热理论和固态相变理论应用于热冲压工艺中,为后续研究奠定了理论基础。　　基于板材成形有限元分析软件Pamstamp2G,结合热冲成形中板坯变形的基本特点,提出了重力过程—热冲压成形过程顺序耦合求解流程。分析了板料在重力过程的变形情况以及成形过程中的温度、应力及应变的分布情况。温度效应和相变效应是造成成形件应力、应变分布不均匀的主要因素。同时,研究了成形工艺参数和模具参数对板料成形性能的影响规律,并将热冲压成形力与冷冲压进行了对比。摩擦系数、成形温度、模具间隙等参数对成形件厚度分布均有较大影响,温度效应会显著降低钢板的变形抗力。　　基于流体动力学基础,结合共轭传热理论,设计了预埋式热冲压模具及冷却系统,并利用流体动力学软件CFX搭建了多工艺循环仿真平台。研究了工艺循环、保压力和水流速等工艺参数对模具、板料温度场影响规律。工艺循环次数对模具温度场热量积累效果明显,但热量积累增加幅度逐渐减弱。保压力和冷却水对热冲压工艺作用不同,保压力主要是针对板料的降温,而冷却水更主要的是控制模具热量的积累。　　以数值模拟结果为指导,进行了高强钢板保险杠件热冲压成形试验。通过对工艺参数的选择,获得了成形性能良好的热冲压成形件,从宏观和微观两个方面对成形件的尺寸精度、组织状态和力学性能进行了分析。热冲压成形件未出现开裂、过度减薄和明显起皱现象,满足工艺要求。选用仿真确定的热冲压工艺参数可获得具有优良尺寸精度、回弹较小的超高强度热冲压成形件,成形件组织为均匀的马氏体,抗拉强度可达到1600MPa。　　修正了高温钢板与周围气氛的对流换热方程,基于固态相变原理和共轭传热分析,建立了热—力—相多场耦合模型。研究了工艺参数对成形件组织分布的影响规律,并以淬火试验结果为基础,建立了组织、硬度、抗拉强度间桥梁,实现了高强钢板抗拉强度的预测。保压时间、冷却水流速以及工艺循环次数对钢板和模具温度分布、组织分布均有一定影响,硬度和抗拉强度预测结果与试验吻合较好。