随着全球变暖和能源问题的日益突出,能耗低、污染少、燃料经济性高的汽车越来越受欢迎,汽车轻量化已成为世界汽车工业的发展主题。铝合金由于密度小、比强度和比刚度较高等优点,是汽车轻量化的最佳材料。但是相比于钢,铝合金在常温下的塑性较差,成形相对困难,这极大的制约了它的广泛应用。研究表明,在不改变合金成分的基础上,温成形工艺可以有效改善铝合金板的塑性成形能力。本文针对5086铝合金板料,利用理论计算和数值模拟方法研究了温成形条件下温度和应变速率对AA5086成形性能的影响规律,并对所得结果进行了实验验证。本文首先借助单向拉伸实验研究了AA5086在不同温度(20,150和200℃)和应变速率(0.02,0.2和2s-1)下的流变行为,并利用三种本构模型(修正的Voce、Ludwick和KHL模型)对其流变行为进行了描述。基于Marciniak-Kuczynski(M-K)模型,结合以上三种耦合了温度和应变速率影响的本构模型及Hill48屈服准则,本文开发了计算板料成形极限的M-K模型算法。在所得M-K算法计算结果的基础上,研究了缩颈判断准则、初始凹槽角度、本构模型、屈服准则以及初始缺陷系数对板料成形极限的影响。研究发现不同应变路径下初始凹槽角度对板料极限应变的影响规律不同：当应变路径在0-0.4之间时,成形极限总是在凹槽角度为零时得到。而当应变路径不在0-0.4之间时,极限应变非常依赖于初始凹槽角度,因此文献中假定初始角度为零所得到的极限应变高估了板料的真实成形性能。为了验证本文所开发算法的可靠性,本文通过Marciniak双向拉伸实验获得了AA5086在不同温度(20-200℃)和应变速率(0.02-2s-1)下的成形极限。实验结果与M-K算法计算结果的对比表明,在本文所覆盖的温度和应变速率范围内,Ludwick方程和KHL方程的预测结果总体上能够与实验结果吻合良好。而由于修正Voce模型的硬化饱和特性影响了缩颈区域的应力应变演化,Voce方程的预测结果与实验结果之间有较大误差。其次,本文采用数值模拟方法研究了高应变速率(2.5-150s-1)下温度和应变速率对AA5086成形性能的综合影响。为了获得高应变速率下准确的材料本构模型,本文利用一套高温动态单向拉伸实验系统获得了AA5086在高应变速率下的流变行为,并基于所得数据构建了一种材料应变强化与温度呈线性关系的Voce本构模型(简称Lin-Voce模型),在考虑塑性功热效应和试样不均匀变形的基础上利用逆向分析方法确定了材料参数。利用所得的Lin-Voce本构模型,本文对高应变速率下的Marciniak双向拉伸实验过程进行了模拟并获得了高应变速率下AA5086的成形极限图。分析发现,对铝合金板料温成形工艺而言,铝合金板料成形性能的改善取决于温度和应变速率的相互影响。低应变速率时温度的软化作用占据主导作用,温度的升高会提高板料的成形性能。而在动态拉伸条件下温度的热软化作用会被应变硬化作用所抵消甚至超过,导致成形性能下降。因此,要想在高应变速率条件下改善5086铝合金板的成形性能,成形温度至少要升高到大于300℃的某一温度。