破裂作为板材成形中常见的缺陷之一,会造成零件成品率的下降和材料的浪费。金属的损伤断裂,是材料内部微缺陷不断演化发展,直至形成宏观裂纹的过程。研究金属材料的损伤演化机理和断裂行为有助于获取材料在不同变形条件下的成形极限,为成形工艺参数的设计及优化节省时间。本文针对2024铝合金板材,结合力学性能试验和SEM观察法,对室温及高温条件下材料的流变行为和损伤机制进行研究,并基于试验和数值模拟建立了一种2024铝合金失效模型。首先,通过对2024铝合金板材进行室温及300℃~520℃高温单轴拉伸试验,分析板材在不同温度下的流变行为和断裂行为。结果表明,温度低于495℃时,板材塑性随温度升高得到改善,温度高于495℃时,随温度升高板材塑性逐渐恶化,断口裂纹形态因温度不同而差异明显。利用SEM对不同温度下的试样断口形貌及断口附近微观组织进行观察,分析材料损伤演化过程,总结材料损伤机制随温度的变化规律,研究表明,随温度升高2024铝合金板材损伤机制由韧窝断裂向晶间断裂过渡,该现象与合金内夹杂物的组分、力学性能相关。利用ABAQUS有限元软件对2024铝合金单轴拉伸过程进行建模分析,基于试验数据和有限元数值分析结果在2024铝合金单轴拉伸有限元模型中引入JohnsonCook损伤模型,完成2024铝合金失效模型的建立,验证可得2024铝合金失效模型模拟结果与试验结果比较一致。应用本文建立的2024铝合金失效模型对方盒件热拉深成形过程中的损伤破裂现象进行预测,通过对比模拟预测结果与试验结果对模型的可靠性与准确性进行验证。结果表明所建2024铝合金失效模型对复杂工艺成形中板材的损伤演化及裂纹扩展趋势有比较理想的预测效果。