近年來(lái)，汽車(chē)行業(yè)獲得快速發(fā)展，全世界近五年產(chǎn)量每年平均增長(zhǎng) 200 萬(wàn)輛，我國(guó)汽車(chē)產(chǎn)量連續(xù)五年平均每年增長(zhǎng)約 100 萬(wàn)輛。汽車(chē)工業(yè)的快速發(fā)展，使得對(duì)汽車(chē)零件的需求量大大增加。而采用鍛造工藝生產(chǎn)零件具有消除金屬在冶煉過(guò)程中產(chǎn)生的鑄態(tài)疏松等缺陷、優(yōu)化微觀(guān)組織結(jié)構(gòu)、保存了完整的金屬流線(xiàn)、鍛件的機(jī)械性能較好等優(yōu)點(diǎn)。所以，每輛汽車(chē)上有數(shù)百種鍛件，分布在汽車(chē)的各個(gè)部位，大多數(shù)為受力零件和保安零件。汽車(chē)鍛件的特點(diǎn)是批量大、品種多、形狀復(fù)雜、質(zhì)量要求高，然而長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)鍛造行業(yè)處于一種粗放狀態(tài)：能源和材料消耗高、生產(chǎn)效率低、環(huán)境污染嚴(yán)重。因此，為了滿(mǎn)足市場(chǎng)的需求，鍛件產(chǎn)品和鍛造生產(chǎn)須向復(fù)雜化、精密化和高效化的道路發(fā)展。

模鍛時(shí)根據(jù)鍛件主軸線(xiàn)與其他兩個(gè)方向尺寸的關(guān)系，可將鍛件分為兩大類(lèi)，即短軸類(lèi)鍛件和長(zhǎng)軸類(lèi)鍛件。長(zhǎng)軸類(lèi)鍛件主軸線(xiàn)方向的尺寸遠(yuǎn)大于其他兩個(gè)方向尺寸，如汽車(chē)中的連桿、前軸、曲軸等。由于形狀較為復(fù)雜，在鍛造成形過(guò)程中容易出現(xiàn)折疊、充不滿(mǎn)、材料利用率低等問(wèn)題。造成這些問(wèn)題的主要原因是工程設(shè)計(jì)人員對(duì)鍛造成形過(guò)程中金屬流動(dòng)情況不了解，通常以獲得符合外觀(guān)尺寸要求的鍛件為目的，依靠經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)和多次試驗(yàn)來(lái)制定復(fù)雜零件的鍛造工藝。另一方面，此類(lèi)鍛件都是汽車(chē)中的關(guān)鍵部件，綜合機(jī)械性能要求高，而鍛件的綜合機(jī)械性能主要由鍛件的微觀(guān)組織決定的。因此急需在設(shè)計(jì)鍛造工藝時(shí)就能知道坯料在成形過(guò)程中微觀(guān)組織的變化情況，以確保能獲得具有良好微觀(guān)質(zhì)量的鍛件。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，過(guò)去的三十年中，有限元法得到了廣泛的應(yīng)用。在分析金屬塑性成形領(lǐng)域，使用有限元法對(duì)鍛造過(guò)程進(jìn)行變形—傳熱—微觀(guān)組織演變相耦合的數(shù)值模擬。不僅能分析工件變形過(guò)程中不同部位的金屬流動(dòng)、溫度、應(yīng)力和應(yīng)變分布情況，以及設(shè)備載荷等，還能進(jìn)行微觀(guān)組織演化分析、預(yù)測(cè)，這樣可以分析零件成形過(guò)程中可能出現(xiàn)的缺陷問(wèn)題，從而達(dá)到控制質(zhì)量目的。