板料冲压成形是一种十分重要的金属板塑性加工技术，在工业领域有着极为广泛的应用。然而，板料成形经历复杂的变形过程，合理地确定成形工艺与模具对提高产品的质量，保证生产的稳定性具有至关重要的作用。此外，在国际制造业以缩短产品市场化周期、降低产品开发费用以及减轻产品重量作为竞争目标的大背景下，板料成形工艺与模具的优化设计问题受到各国工程和研究人员的日益关注。 本文建立了板料成形工艺与模具多目标优化设计模型。针对板料成形的非线性特点，将影响板料成形的主要因素分为三类，即：材料类、工艺类以及模具类，作为优化设计变量；总结部分板料成形的工艺知识、设计规范以及设计经验，并转化为优化设计的约束条件；针对板料成形的主要缺陷形式：破裂、起皱、塑性变形量不足、厚向变形不均匀以及形状不良五个方面，建立了面向成形和回弹过程的成形性评价目标函数；研究了Pareto最优解的含义，并提出采用多目标遗传算法求解Pareto最优解。 在研究了拉丁方法、响应面法以及有限元法的基础上，提出了加快优化效率并保证计算精度的“三步法”优化策略，并实现了优化系统的集成。首先，采用拉丁方法试验设计，基于数值模拟的试验设计结果用于构建响应面函数；然后，采用多目标遗传算法对响应面函数求解，得到Pareto最优解；最后，采用有限元法对选择的Pareto最优解精确分析、验证。以柱面扁壳为例，建立了与试验模型相一致的多目标优化设计模型，采用“三步法”优化策略，对其成形和回弹过程进行了数值分析，验证了所提出的多目标优化设计模型的正确性和优化技术的可靠性。 以NUMISHEET93标准考题的方盒形件拉深成形为对象，分别研究了时变压边力曲线和分块压边力曲线的优化设计方法；基于等效拉深筋模型，研究了拉深筋阻力的优化设计方法；并以汽车发动机罩外板为例，以塑性变形不足最小和厚向变形不均匀最小为目标函数，验证了压边力和拉深筋阻力等工艺参数的多目标优化设计效果。 提出基于网格变形技术的模具型面优化设计方法，网格变形技术通过修改当前有限元网格的节点坐标，实现模具型面的几何变化，并将几何变化量转化为优化设计变量，采用本文提出的优化设计技术实现模具型面的优化设计。以汽车行李箱外板为例，以拉深槛高度为设计变量，以塑性变形量不足最小和形状不良最小为目标函数，验证了工艺补充面和压料面的多目标优化设计效果。研究表明基于网格变形技术的模具型面优化设计，可以显著地提高模具设计水平并加速模具设计效率。 以车身翼子板为例，研究其拉延工艺压边力和拉深筋阻力的优化设计，与实际拉延结果对比，验证了本文所提出的多变量耦合、多目标优化设计技术的工程应用效果。应用结果表明本文提出的优化技术，可以显著地提高汽车覆盖件产品的设计质量，缩短了产品设计周期，降低产品开发费用。