随着我国汽车行业的快速发展,汽车的轻量化和安全性能受到的关注度越来越高。由于经过热冲压成型后的超高强度钢板具有质量轻、强度高的优点,为满足行业需求,超高强度钢板在车身上的使用日益广泛。热冲压成型技术所用到的模具与普通冷冲压相比,在成型过程中不仅承受较大的保压力,还需承受波动大的温度交替变化,所以热冲压模具容易失效、使用寿命低。而热成型模具的冷却系统的设计不仅会影响模具的结构强度,还对模具的温度变化有极大影响。所以本文以某公司设计的疲劳寿命较低的汽车B柱模具为试验对象,研究热成型模具的冷却系统对模具疲劳寿命的影响。主要完成的工作有:首先,根据B柱模具结构参数,采用UG建模软件建立简化的U形件模具模型,后利用FLUENT软件计算该简化模具冷却系统的换热系数,再将换热系数导入到LS-DYNA以模拟热流固耦合计算出模具应力结果。分析在热冲压成形过程中应力在温度和压力综合作用下的变化特点。其次,对U形件模具的冷却系统进行正交试验设计,对影响温度和应力分布及数值大小的管道设计三因素:管道直径、两管道间距和与上型面距离进行了正交试验设计。建立9组模型,对试验结果进行数据分析,得出各因素对模具应力和疲劳寿命的影响。优化后的U形件模具模型疲劳寿命有所提高。最后,对一套B柱模具模型进行几何处理,提取模具内冷却系统,利用FLUENT软件计算该冷却系统的对流换热系数,再将换热系数导入到LS-DYNA并根据企业提供的工艺参数设置计算参数条件以模拟热流固耦合计算出模具温度和应力结果。通过对比仿真计算的板料温度结果和实际生产中板料保压淬火后的热像图,验证了该套仿真方法与实际情况的吻合度。之后将LS-DYNA分析结果导入nCode软件,设置载荷谱和材料S-N曲线,对模具进行疲劳寿命计算,预测了这套模具的疲劳寿命和易产生破坏的部位。研究表明,对热冲压模具的冷却系统进行优化可以有效提高模具的使用寿命;模具上的应力最大点,可能出现在冷却水道部位,导致模具的开裂;模具上温度不均匀,冷却效果差的部位,疲劳寿命也短。本文使用的仿真方法可以计算分析实际中类似B柱模具这种大模型,为模拟分析热冲压成形过程提供了新思路。