金属板材的成形性能是决定塑性成形结果好坏的重要因素之一,成形极限是表征材料塑性成形所能达到的最大变形的评价指标,成形极限图（FLD）是目前冲压工业中判定成形极限应用最广泛的手段,它能直接有效地反映板材受不同加载情况时是否存在破裂、起皱等成形缺陷。传统的成形极限图是以板材仅受线性应变路径的加载方式为前提条件,然而实际生产中,零部件造型复杂以及板材在多道次成形时,应变路径往往是非线性的,采用传统FLD用于板料成形极限的破裂预测更不合理。因此对非线性加载条件下成形极限的研究,对于提高实际生产中评价零件的成形性和工艺设计合理性具有重要意义。本课题以车用铝合金板材为研究对象,牌号FORD-WASS-M2A174,设计了双线性应变路径的加载方式,开展非线性应变路径下板料的成形极限研究。对铝合金进行等双向拉伸预变形（又称Maciniak试验）和单向拉伸预变形,结合有限元仿真,设计了预变形实验所需模具、非标准单向拉伸大试样和夹具,以获所需范围的均匀预应变场;采用国标规定的成形极限曲线实验测定方法,利用先进光学非接触式应变测量系统Argus和数字散斑DIC原位应变测量设备,对变形结果进行实时检测,获取双线性加载下铝合金材料的成形极限曲线。对预变形后同种牌号的铝合金板材的力学性能展开分析。将预变形板料分别进行与轧制方向成0°、45°和90°的力学性能测定,探究不同方式的预变形和加载方向对铝合金力学性能的影响,以及不同轧制方向力学性能的变化呈现出差异性规律;对预变形铝合金的成形极限展开分析,基于实验数据分析处理,给出了预加载后铝合金板料的成形极限曲线变化特征,比较了不同加载方式的先后顺序对成形极限的影响,为多道次冲压生产提供工序设计参考;采用数值模拟的方法,实现了双线性应变路径下成形极限曲线的获取,验证了物理实验的可靠性。基于双线性加载的实验数据,进行了应变路径无关性成形极限理论推导和计算。对成形极限应力图（FLSD）进行了理论推导,选用Hill48屈服模型,开展了FLD到FLSD的转化研究,并绘制出极限应力点重合度较高的FLSD;对近年来学者们广泛关注的基于等效塑性应变的成形极限预测模型（PSES模型）进行了基于公式推导和计算,说明了该模型同样具有应变路径无关性。