近几年来,为了提高冲压及模具企业的市场竞争力,在计算机虚拟环境下分析金属板料冲压成形的有限元技术已获得越来越广泛的应用.相对于增量法模拟变表全过程而言,只考虑初始和最终状态的一步法能快速计算出毛料形状及初步预测冲压成形件的可成形性,且操作简单.国外关于一步法已有较成熟的软件,但公开其中关键技术的文献较少.国内在这方面的研究起步较晚,有些问题尚未得到很好解决.该文对金属板料冲压成形一步法有限元分析技术进行了系统深入的研究,主要内容如下:1)在Lagrange和Euler两种物质运动描述方法基础上,推导了大变形有限应变理论中的变形张量和应变张量表达式.介绍了一步法中假定的最小功路径运动学,推导了不同材料满足最小功路径的条件.2)研究了一步法中的关键问题.提出了投影均值法确定毛料初步解.在刚度矩阵中引入阻尼矩阵来消除由于网格质量差引起的病态矩阵,采用Newton下降法扩大算法的收敛范围.提出了单元边类的概念,提出了单元边遍历法找出零件和毛料的外边界线,将压边力按照边界单元边长度均匀地施加在凸缘外边缘节点上.提出了将曲面压料面作为平面压料面处理的方法.提出了根据单元增厚率判断零件起皱情况,结合单元变薄率和成形极限图判断零件破裂情况.3)采用考虑厚度的膜单元,基于虚功原理建立了一步法平衡方程,推导了算法实施各个步骤的有限元公式.4)建立了面向对象的一步法有限元模型,开发了独立的板料冲压成形一步法有限元分析系统,系统包括比较完善的前置处理、分析计算和后置处理功能模块.最后采用该文开发的系统分析了多个冲压件,将分析结果与国外商品化软件和实验结果进行了对比验证.