灰斗是典型对称的拉深大型零件,主要用于装卸物料,企业为降低成本,提高生产效率,往往采用单工序的拉深完成,而为达到其所需的拉深深度,对材料的塑性成形极限及成形工艺具有较高要求。在灰斗成形过程中,超过首次拉深的安全极限临界状态存在开裂缺陷,灰斗斜壁处及凸缘部分在应力作用下达到由材料特性和厚度决定的临界值出现起皱现象。本文针对某企业灰斗出现的成形缺陷,系统研究其成形极限。分析材料成形特性及其影响因素的变化规律,并通过有限元数值模拟试验和现场试制试验,对成形零件进行工艺优化,获得符合企业用户要求的合格零件。本文探讨灰斗拉深极限与材料塑性理论的关系,主要的研究工作包括:1、评估实际灰斗用板料的冲压成形性能。考虑材料的各向异性,平行板料轧制方向（0°）,沿轧制45°方向（45°）,垂直轧制方向（90°）进行试样制备,同时各采用3组进行相应板料单向拉伸试验,并采用数字图像相关（DIC）方法分析了试样拉伸的位移场和应变场,获取材料力学性能参数。通过DIC方法测试获得材料拉伸应变硬化指数n值和塑性应变比r值,从而建立了在室温条件下的材料本构模型,并拟合真实材料应力-应变曲线。2、分析灰斗零件的结构及成形特性,建立其相应的有限元模拟几何模型,参考企业实际生产经验及零件成形要求,分析灰斗零件的拉深成形模具几何参数,压延筋和工艺参数对灰斗板料成形极限的影响规律。采用正交试验法对坯料形状进行数值模拟试验及参数优化设计,着重以材料拉深减薄率为优化目标,分析坯料形状参数对灰斗拉深成形极限的影响规律。3、针对灰斗成形中存在材料过度减薄和起皱等成形缺陷问题,选取压边力、冲压速度和摩擦系数作为成形工艺参数控制变量,以拉深件最大减薄率和最大增厚率为成形质量优化的目标,基于Box-Benhnken（BBD）设计响应面（RSM）试验,通过Dynaform5.9获得相关有限元模拟试验样本数据,经过数据分析及处理建立最大减薄率y1,最大增厚率y2的二次多项式回归响应模型。然后通过带精英策略的非支配排序遗传算法（NSGA-Ⅱ）对灰斗成形工艺进行多目标参数优化数值模拟试验,得到优化后的pareto最优解集,并选取最优工艺参数组合,通过进行有限元数值模拟试验,分析数值模拟试验数据和预测零件成形效果,并通过现场测试验证优化方案的可行性。本课题对灰斗拉深成形极限进行系统试验研究,分析拉深成形工艺参数、压延筋设置和坯料几何形状对灰斗拉深成形极限的影响,然后采用有限元数值模拟技术和多目标优化设计相结合的试验分析方法,并通过实际现场试验验证了数值模拟分析结果,提高了灰斗的成形极限,预测并消除灰斗的成形缺陷,最终获得的成形零件消除了开裂缺陷,并有效减少起皱。提高了实际生产的灰斗的成形性能,满足了企业提出的成形要求。同时本课题研究可为大型拉深成形零件提供技术参考。