铝合金具有强度高、密度低、耐腐蚀等优异性能,广泛应用于车辆和航空航天制造业。本构方程和成形极限的精准构建对铝合金板材的成形工艺仿真设计和优化至关重要。本文设计搭建了 一种新型十字拉伸双向加载试验平台,进行了铝合金的力学性能研究以及本构方程和成形极限图的构建,主要内容如下:(1)设计搭建了十字拉伸双向加载试验平台,包括机械式双向拉伸试验装置、实验数据采集系统和控温加热系统。机械式双向拉伸试验装置可满足多种拉伸比的双向拉伸试验要求;实验数据采集系统可实现力值、位移和应变的实时采集记录;控温加热系统可实现双向拉伸试件的精准控温加热。(2)通过单向拉伸试验开展了室温1420铝合金Voce硬化准则和Johnson-Cook断裂准则构建。采用缺口十字形试件双向拉伸试验获得了非均匀应变场,并结合逆向识别法获得了 Yld2000-2D各向异性屈服准则参数。采用中心减薄的十字形试件配合多种比例双向拉伸试验构建了 1420铝合金成形极限图。此外,通过UMAT子程序实现了 Voce硬化准则、Yld2000-2D屈服准则和Johnson-Cook断裂准则有限元导入,开展了 1420铝合金成形极限图的仿真预测。(3)通过高温单向拉伸试验,研究了温度对7075铝合金流动应力以及各向异性的影响。通过高温双向拉伸试验,构建了 200℃下7075铝合金基于断裂和缩颈的成形极限图。(4)设计搭建了一种电加热控温系统,结合单向拉伸试验构建了 7B04铝合金在200℃下的Voce硬化准则和Hill’48屈服准则。通过Pottier试验获得了非均匀应变场,结合逆向识别法获得了 Yld2000-2D屈服准则参数。通过200℃下的筒形件拉深试验结合有限元仿真对构建的Hill’48和Yld2000-2D屈服准则进行了准确性验证。