纤维金属层板（Fiber Metal Laminates,FMLs）是由高强度金属薄板和纤维复合材料交替铺设,经一定温度和压力固化后形成的层间超混杂复合材料结构,按照其树脂基体可分为热固性FMLs和热塑性FMLs。热塑性FMLs具有良好的力学性能和成形性能,但受限于传统成形方法,目前只能成形简单曲率构件。热态气胀成形方法作为一种高温气压成形工艺,具有效率高、成本低的特点。本文结合试验和有限元仿真方法,研究热塑性FMLs中金属与纤维材料铺层参数对力学性能的影响规律,进而探究热态气胀成形方法制备FMLs曲率构件过程中温度、压强等关键工艺参数对成形及力学性能的影响规律。首先,通过热压固化方法制备了热塑性PA6树脂基FMLs并分析其力学性能。基于对金属层板和纤维复材基材性能分析,确定了热塑性FMLs所采用的材料各组分配比。对采用热压固化制备的热塑性FMLs进行了单向拉伸及三点弯曲试验,研究发现纤维层的材料参数决定了FMLs的损伤容限,层合板中预浸料铺设方向对其力学性能有重要影响。其次,采用热态气胀成形方法制备热塑性FMLs单曲率构件和双曲率构件,并探究关键工艺参数对其各自成形性能的影响。研究发现通过热态气胀成形方法可成功制得单曲率结构和双曲率结构FMLs,温度和压强是影响其成形质量的关键因素。成形结果表明,采用热态气胀成形方法制备PA6树脂基FMLs单曲率和双曲率构件的温度区间为230℃-250℃;单曲率构件的成形压强不低于3MPa,双曲率构件成形压强不低于4MPa。随着成形温度增大,成形件厚度分布均匀性降低,这是由于过高的温度会造成树脂的过度流动。然而,压强对两种构件成形效果的影响却不相同,这主要受构件成形形状的影响,对于双曲率构件形状复杂影响了层合板厚度均匀性,可通过改进模具以提高热态气胀成形复杂曲面FMLs的成形效果。最后,对标试验建立对热态气胀成形热塑性FMLs的有限元仿真模型,研究单曲率构件成形过程中纤维层和金属层的变化情况。对其厚度、纤维排布和应力应变行为进行了分析,研究发现成形过程中铝合金厚度呈阶梯状分布,树脂和纤维发生局部聚积行为,但无失效现象发生。在此基础上,深入探究了温度和压强在有限元仿真中对成形结果的影响,发现预浸料在温度和压强下厚度变化行为与试验结果一致,随着温度升高与压强增大,厚度均匀性降低。仿真模型的建立为后续深入探讨热态气胀成形FMLs复杂形状构件提供技术支撑。