微型化机械产品以其体积小、重量轻、能耗低等优点在微电子元器件、航空航天装备、新能源装备等领域获得了广泛应用。金属微塑性成形具有高精度、高效率、低成本等突出优点,逐渐成为微型化机械产品的重要制造方法。然而,当前微塑性成形过程中尺度效应对金属塑性成形规律的影响尚缺乏系统的研究。因此,本论文在NSFC-浙江两化融合联合基金项目“多孔金属-波纹基板层叠型自热重整制氢微反应器设计与制造基础研究”(编号:U180920041)和浙江省科技计划项目“高性能车用质子交换膜氢燃料电池电堆关键技术研究”(编号:2018C01053)的支持下,针对SUS304不锈钢薄板的微弯曲成形,开展了考虑晶粒晶界微观结构的本构建模和仿真分析,分析了材料微观结构对薄板成形性能影响的机理,通过实验研究了模具参数对燃料电池并排流道弯曲成形性能的影响。论文完成的主要研究工作如下:第1章:阐述了本论文的研究背景及意义,综述了国内外关于金属微塑性成形技术、金属微塑性成形尺度效应及薄板微弯曲成形的研究现状,总结了目前存在的问题,进而提出了本论文的研究内容以及框架。第2章:通过SUS304不锈钢薄板的单向拉伸实验研究了试样厚度、晶粒大小及二者比值对材料流动应力的影响。设计了薄板微弯曲成形模具并搭建了相应的微弯曲实验平台,通过微弯曲实验研究了试样厚度、晶粒大小及二者比值对材料流动应力和弯曲回弹角大小的影响规律。第3章:在表面层模型的基础上,建立了考虑晶粒的晶界微观结构的SUS304不锈钢材料本构方程,并通过Vironoi方法完成了材料晶粒晶界仿真几何模型的构建,利用Abaqus有限元软件的二次开发功能,基于多晶塑性理论建立了不锈钢薄板微弯曲成形过程有限元模型。第4章:基于实验参数建立了考虑晶粒的晶界结构的仿真模型,进行仿真分析,将仿真结果同实验数据进行对比,验证考虑晶粒晶界结构的本构模型和基于改进的Vironoi方法构建的材料模型的正确性,并对仿真结果进行分析,提出弯曲角变化规律的微观解释。第5章:设计了具有不同参数的成形模具并搭建了相应的实验平台,开展了燃料电池双极板特征区域并排多流道微弯曲成形实验,研究了模具圆角、凸凹模间隙、凸模宽度和流道数目等对流道弯曲成形性能的影响。第6章:总结了论文的主要研究工作,并展望了未来的研究工作。