随着对产品便携性要求的提高,微型零件的需求越来越大。微成形技术是一种直接利用板料塑性成形制造微零件的方法,相对于微加工技术具有低成本、高效率等优点。在金属成形过程中,金属的韧性断裂行为是影响板料成形性能的主要因素。为了提高微成形零件的成形质量和成形效率,完成合理的成形设计,需要了解成形机理,并建立准确的成形仿真模型。但在微成形过程中由于尺寸效应的存在,宏观断裂模型和数值模拟方法不能直接应用于微尺度下材料变形断裂行为的预测模拟。微尺度下板料的成形断裂预测不够成熟,制约了微成形技术的发展,因此需要开发应用于微成形的模型进行数值模拟。金属韧性断裂是孔洞累积的结果,孔洞的演变包括形核、长大、聚集三部分。目前最为广泛的孔洞断裂模型为GTN（Gurson-Tvergaard-Needleman）模型,它在宏观尺度下预测高应力三轴度板料断裂具有很高的准确性,但由于尺寸效应的存在以及模型中无法体现应力状态对材料断裂的影响,不能直接预测微成形零件的韧性断裂行为。本文结合Thomason模型和Lemaitre力学损伤模型建立了剪切修正的GTN模型,并开发相应的数值算法以及损伤参数确定方法,预测微介观尺度下复杂应力状态的韧性断裂。首先,研究进行了韧性断裂机理研究,并建立了剪切修正的GTN模型。金属板料在成形过程中的断裂行为存在着两种依赖于应力状态的断裂损伤机理:以拉伸断裂为主的孔洞损伤断裂和以剪切断裂为主的滑移损伤断裂。通过考虑尺寸效应对孔洞演变的影响,以及应力状态对材料断裂行为的影响,在GTN模型的基础上加入尺寸因子并使用Lode参数表征应力状态,建立改进的韧性断裂模型,并使用VUMAT子程序镶嵌至ABAQUS中进行数值计算。然后,研究进行了微介观尺度下板料级进成形实验,设计了用于制造微齿轮的成形模具,并研究了尺寸效应对镁锂合金成形效果的影响。通过剪切修正的GTN模型进行数值模拟,探究了微观尺度下尺寸效应和孔洞演化对成形过程中材料的影响,并且使用显微镜观察了尺寸效应对成形零件成形过程中产生翻边、毛刺等成形缺陷的影响。最后,利用DIC（Digital Image Correlation）设备对微尺度下TA2材料使用Holmberg方法进行了成形极限测试。研究了尺寸效应以及变形孪晶对材料成形极限的影响,并使用数值仿真计算分析了成形过程中应力状态、孔洞演化、尺寸效应、长大孪晶对材料成形极限的影响。此外,为了验证剪切修正GTN模型对成形极限预测的准确性,进行了 0.1mm钛板冲压成形实验,通过实验发现该模型能够准确预测材料断裂时的成形极限。