近年來，汽車行業(yè)獲得快速發(fā)展，全世界近五年產(chǎn)量每年平均增長 200 萬輛，我國汽車產(chǎn)量連續(xù)五年平均每年增長約 100 萬輛。汽車工業(yè)的快速發(fā)展，使得對汽車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程中產(chǎn)生的鑄態(tài)疏松等缺陷、優(yōu)化微觀組織結(jié)構(gòu)、保存了完整的金屬流線、鍛件的機械性能較好等優(yōu)點。所以，每輛汽車上有數(shù)百種鍛件，分布在汽車的各個部位，大多數(shù)為受力零件和保安零件。汽車鍛件的特點是批量大、品種多、形狀復(fù)雜、質(zhì)量要求高，然而長期以來，我國鍛造行業(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)境污染嚴重。因此，為了滿足市場的需求，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。

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

隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，過去的三十年中，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，使用有限元法對鍛造過程進行變形—傳熱—微觀組織演變相耦合的數(shù)值模擬。不僅能分析工件變形過程中不同部位的金屬流動、溫度、應(yīng)力和應(yīng)變分布情況，以及設(shè)備載荷等，還能進行微觀組織演化分析、預(yù)測，這樣可以分析零件成形過程中可能出現(xiàn)的缺陷問題，從而達到控制質(zhì)量目的。