随着人们环保意识的提升,因汽车轻量化在汽车节能减排方面具有显著优势,这使其得到广泛关注。当前,高强钢板是实现汽车轻量化的主要方式之一,其成形方式主要是通过热冲压成形,故热冲压技术成为实现汽车轻量化的关键技术。而高强钢热冲压件质量的好坏主要取决于模具的冷却系统,同时,模具冷却系统中管道的数量和排布对模具的结构强度及冷却系统制造成本均有重大影响。但当前对热冲压模具冷却系统的设计主要依靠经验,没有一种合理规范的方法,因而有必要对模具冷却系统进行研究并寻找一种可靠高效的优化设计方法。本文对U形件实际工业生产中的热冲压模具冷却系统进行综合分析,在满足模具冷却效率的前提下,以提高模具的结构强度、降低模具冷却系统加工制造成本为优化目标,结合分段模型、实验设计、参数化建模、热冲压稳态温度场数值模拟、响应面法以及数学优化算法实现热冲压模具冷却系统的优化设计。对U形件实际工业生产过程及热冲压过程基本理论进行研究,确定了U形件热冲压过程数值模拟的各个参数。通过Python程序化控制Abaqus调用自编的Input文件实现U形件实际工业生产中热冲压模具温度由低到高直至温度变化达到稳定这一稳态温度场数值模拟过程,实现模拟过程的自动化,节省数值模拟时间,并分析了模具温度变化达到稳定后所进行的热冲压过程模具和板料的温度变化。分析了U形件热冲压模具冷却系统所需优化的参数,提出了一种区别于整体模型的分段模型进行模具冷却系统优化,分段模型包括直边模型与曲边模型,分析了直边模型和曲边模型的优化参数并分别以两种模型的优化参数在Input文件中进行参数化建模,用于后续优化过程中的稳态温度场数值模拟,以此提高计算效率,减少数值模拟时间。基于分段模型、参数化建模、热冲压稳态温度场数值模拟、响应面法以及数学优化算法,将提高模具结构强度,降低模具冷却系统加工制造成本作为优化目标,以模具冷却系统自身参数的取值及冷却效率作为约束条件实现了U形件热冲压模具冷却系统的优化设计。对分段模型的优化结果进行分析,分析了分段模型的适用性,并与整体模型的计算效率进行对比。结果表明分段模型可取代整体模型进行热冲压模具冷却系统的优化设计,与整体模型相比,分段模型在保证优化结果可靠的同时可大幅提高计算效率,缩短优化设计时间。