金属板材在航空航天,飞行器制造,汽车覆盖件成型方面被广泛应用,在现代汽车行业发展中,汽车轻量化是一个发展趋势,汽车轻量化离不开金属板材成形。由于金属板材的成形缺陷有起皱,破裂和回弹,而回弹对金属的成形性能好坏有很大的影响,是需要尽快解决的问题。近年来研究发现金属板材在变形卸载后除了发生因弹性变形产生的瞬时回弹外,还存在一种依赖于时间的滞后回弹现象。本文在金属弹塑性理论和黏弹性力学理论的基础上,通过基本的单轴拉伸试验获得材料的力学性能,并进行蠕变和松弛试验,获得材料的黏弹性力学性能并进行材料模型微分方程参数的拟合,为后续滞后回弹试验和有限元模拟提供参考依据。主要研究内容有以下几个方面:(1)进行三种不同金属板材的滞后回弹试验,发现同种变形量下,AC170的滞后回弹量最高,DP600次之,TC4滞后回弹量最小;同时进行了取向与轧制方向呈0°,45°,90°的板材的单轴拉伸和三点弯曲滞后回弹试验,进行数据处理和分析,得到滞后回弹量与厚向异性系数呈现指数规律变化。(2)对DP600,AC170基于常温蠕变试验,构建了两种材料的蠕变模型本构关系对两种材料应力松弛曲线进行Prony级数拟合,构建了Wiechert黏弹性材料模型,并确定了各模型的材料参数,为有限元模拟提供模型参数。在有限元模拟的材料定义中加入厚向异性系数参数,用于模拟板材的滞后回弹现象,结果更加接近试验值。(3)对于三点弯曲试验有限元模拟,通过分析模拟结果的应力分布变化,发现从变形结束到瞬时回弹再到滞后回弹应力逐渐降低,分析得出滞后回弹是在残余应力驱动下发生的。(4)为了研究材料在管形状态下的力学行为以及受力失稳过程,采用1Cr18Ni9Ti小直径薄壁管段进行了单轴拉伸试验,借助于有限元方法模拟分析了拉伸全过程的应力应变分布特征及其拉断断口形状,为管材力学性能及其成形性分析提供参考。