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随着汽车、航天、航空等高端装备行业的零件制造轻量化,板料减薄和强度提高等因素导致零件成形过程中贴模性和定形性能下降。起皱失稳缺陷的预测越来越受到重视,成为行业领域的焦点与基础性问题。目前有限元数值模拟算法由于未包含塑性阶段起皱失稳判定准则的理论计算模型,无法满足薄壁件成形起皱失稳的模拟预测。因此,本文以方板对角拉伸试验（Yoshida buckling test,简称YBT）作为数值模拟研究对象,运用大型有限元计算软件ABAQUS探讨了不同方式的起皱数值模拟方法,并提出理论解析—有限元数值模拟相结合的起皱预测方法,对方板拉伸失稳起皱预测问题进行了系统地研究:（1）通过单向拉伸试验对304不锈钢轧制板材进行了力学性能测试。并以方板对角拉伸试验作为数值模拟研究对象,用以评估不同数值模拟方法。为了准确获取试件的屈曲信息便于模拟模型的对比,借助3000iTM系列柔性三坐标测量系统对试件皱曲轮廓进行测量,同时利用WDW-100kN材料试验机进行了方板拉伸试验,测定了方板拉伸过程中的力行程曲线,并以上述测定的屈曲特征截面的轮廓曲线和方板拉伸力行程曲线为参考依据,对有限元数值模型的可靠性进行校核。（2）阐述有限元数值模型的特征值屈曲（线性屈曲）分析和非线性屈曲分析方法的原理,模拟方板对角拉伸试验,结果表明特征值屈曲无法解决起皱过程中的材料非线性问题,壳单元非线性屈曲分析模拟结果无法还原试验失稳形貌,预测能力有限。针对壳单元非线性屈曲分析方法存在的问题,将特征值屈曲分析的屈曲模态作为初始缺陷植入到非线性屈曲分析的计算模型中,结果表明植入初始缺陷的有限元模型的模拟结果可行。同理将合理的初始缺陷植入到壳单元动力显式算法中,同时,采用实体单元动力显示算法模拟方板对角拉伸试验。分别提取以上三种可行方法模拟结果的屈曲特征截面的轮廓曲线和方板拉伸力行程曲线,与试验结果进行对比,并围绕计算精度、适用范围、算法特征等方面进行分析,找到了最可靠的有限元数值模拟算法。（3）运用能量理论解析-有限元数值模拟预测算法处理有限元数值模拟方法预测结果不唯一的问题,并将该算法程序化。通过与有限元数值模拟算法模拟结果进行对比分析,结果表明该算法结果稳定可靠,可以更准确有效地预测板料起皱失稳发生。（4）基于能量理论解析-有限元数值模拟预测算法,求解了不同板坯形状的方板对角拉伸试件的起皱失稳极限应变,构建了不同板坯形状条件下的起皱失稳极限应变线,同理,得到了不同板厚、不同边界条件下的起皱失稳极限应变线,分析以上因素的起皱失稳极限应变趋势线规律,建立了304不锈钢材料方板对角拉伸实验的起皱极限图,为下一步板料起皱失稳极限图的建立提供了部分数据支撑和基础方法。