钛板作为重要的轻质结构材料,因其具有耐高低温、抗腐蚀性强、密度低、比强度高等优异的性能,被广泛应用于航空航天、汽车、生物医疗等高新技术领域。日前针对钛板塑性成形中各向异性及成形性能尚未进行系统全方面的研究,这在一定程度上阻碍了钛板进一步推广和应用。本课题采用试验、有限元模拟及理论计算结合的方法,对TA2钛板的各向异性及成形性能进行全面深入研究。完成的研究工作包括:(1)对不同厚度不同材料方向的TA2钛板进行单向拉仲试验,获取其基本力学性能参数,为更深入研究TA2钛板的各向异性及成形性能提供可靠的数据。根据单位体积塑性功相等原理对基于应力各向异性标定的Hi1148屈服准则进行改进。(2)为研究TA2钛板的各向异性情况,进行凸耳试验。分别采用应力和变形各向异性性能数据求解Hi1148屈服准则的参数,并进行凸耳试验有限元模拟。利用自主设计的小型弯曲试验装置对不同厚度不同材料方向的TA2钛板进行U型弯曲试验。采用改进的Hi1148屈服准则对TA2钛板进行U型弯曲有限元模拟,分析其对TA2钛板弯曲成形回弹预测的可靠性。(3)对厚度分别为0.5mm和0.8mm的TA2钛板进行胀形试验,获得其成形极限图,基于改进的Hi1148屈服准则进行TA2钛板胀形有限元模拟。根据M-K失稳准则进行TA2钛板成形极限的理论预测。基于试验、有限元模拟及理论计算结果,提出了利用厚度减薄率预测板料成形极限的新方法。在进行试验验证的基础上,可以将该方法进一步推广至复杂加载路径下成形极限的研究。本课题研究结果表明,在采用变形各向异性性能标定系数的条件下,基于Hi1148屈服准则的有限元模拟能够合理预测TA2钛板拉深过程中的凸耳情况;改进后的Hi1148屈服准则,能够对不同厚度不同材料方向TA2钛板的U型弯曲回弹进行合理预测;采用M-K失稳准则能合理预测TA2钛板的成形极限:本文提出的基于厚度减薄率的成形极限预测方法可以推广至复杂加载路径下的成形极限。相关研究结果为大预应变下成形极限的预测与研究提供理论基础,同时也为今后研究板料成形极限提供重要理论依据及新的研究思路。