板料冲压是汽车制造过程中的重要生产方法,冲压件成形质量的优劣对汽车的生产成本和生产效率都会产生很大的影响。金属薄板的各向异性与拉-压强度差效应(SD效应)在板料成形过程中决定着成形件的精度与质量。因此,如何准确描述板料成形过程中的塑性本构关系以及力学性能,对塑性成形理论的发展具有重要推动作用,对实际生产将具有重要的工程应用价值。本文以汽车轻量化中金属薄板的成形过程为背景,以金属塑性成形原理为基础,对考虑拉-压不对称性的各向异性屈服模型进行了研究。推导了 Yld2000-SD与CPB06ex2拉-压不对称性屈服准则的理论公式,采用多种金属材料的实验数据标定了其各向异性系数,并比较了各自的预测效果;编写了 CPB06ex2屈服模型的用户子程序,通过数值模拟表征ZEK100-O镁合金的各向异性,验证了 CPB06ex2屈服模型的准确性与可靠性。本文首先综述了国内外学者对屈服模型的研究进展及取得的成果,详细介绍了Hill48、Yld89、CB2001等几种经典的各向异性屈服准则,总结了各自的优缺点及适用场合。其次采用不同材料的实验数据标定了各模型的系数,并对其拟合精度进行了定量分析。为研究板料成形中出现的各向异性与拉-压强度差效应,基于Yld2000-SD屈服模型,重点推导了单向拉伸/压缩屈服应力与等双轴拉伸屈服应力的公式。选取了四种金属材料的实验数据,标定了 Yld2000-SD屈服函数的各向异性系数,从屈服轨迹、屈服应力及各向异性系数三方面比较了未考虑拉-压强度差效应的Yld2000-2D和考虑拉-压强度差效应的Yld2000-SD屈服准则的拟合效果。通过对比发现,Yld2000-SD屈服准则整体上比Yld2000-2D屈服准则更能准确地预测单向压缩屈服应力及各向异性系数,尤其适用于两种SD效应证明显的镁合金AZ31-Mg和Zirconium。为表征密排六方晶格结构金属的各向异性,本文采用CPB06ex2屈服模型,建立了等效塑性应变表达式,推导了 CPB06ex2屈服模型的理论公式。在考虑应变历史的前提下,采用ZEK100-O镁合金的实验数值标定了非关联流动法则下模型的系数,归纳了各系数关于累积塑性应变的演化方程。采用动力显式算法,编写了 VUMAT 子程序并嵌入到ABAQUS有限元软件中,对ZEK100-O试样进行数值模拟并与实验数据进行对比,通过相关系数R的定量分析验证了上述屈服模型的准确性及可靠性。本文的研究成果对镁合金等各向异性及拉-压强度差效应明显的金属材料的本构模型研究具有应用价值,为进一步提升具有明显强度差效应和各向异性的金属材料成形过程的模拟精度提供了支持。