在汽车行业中,车辆燃油经济性的提高一直是该行业的重要挑战,而汽车轻量化是解决这个问题的主要手段之一。在汽车轻量化领域中,一种重要的实现方式是将轻量化材料如铝合金应用于汽车车身。铝合金的比强度高,是实现轻量化的理想材料,但是其塑性低,在传统成形过程中容易出现起皱、断裂、局部颈缩等缺陷。近年来,高能率、高速率成形引起了人们的广泛关注,主要包括了电磁、电液及爆炸成形。研究显示,在高速下,材料表现出较准静态下更高的延伸率和成形性。然而,目前铝合金在高速下的动态本构关系和断裂失效准则研究较少,不利于铝合金在高速率成形过程中的推广和应用。因此,快速、低成本、准确的获取高速下铝合金板料破裂规律,对于指导工件选材、结构设计和优化有重要意义。本文的主要研究内容如下:AA5052铝合金试验研究:利用数字图像相关法(DIC技术),开展了不同应变速率下AA5052铝合金标准件和缺口件的单向拉伸研究,获得了应力三轴度范围为0.33~0.58下的断裂失效应变,得到了AA5052铝合金的动态力学性能和断裂性能相关参数,丰富了AA5052铝合金的材料性能数据库;AA5052铝合金动态本构研究:通过DIC技术获取了大应变范围下的真实应力-应变曲线,并确定了AA5052铝合金的应变硬化效应。根据不同应变率下的试验结果,分析了AA5052铝合金本构关系中的应变率对材料流动应力的影响,并通过Johnson-Cook本构模型中的应变率强化系数对试验数据进行了拟合,建立了AA5052铝合金室温下动态本构模型;提出了AA5052铝合金断裂失效模型:基于Lou断裂失效准则,根据准静态下不同应力三轴度与洛德角的断裂极限应变拟合出相应的断裂模型参数;考虑不同应变速率对断裂极限的影响,加入了应变速率修正项,从而建立了考虑应变速率效应的AA5052铝合金的断裂失效模型;电磁成形工艺和仿真分析:基于LS-DYNA有限元分析软件,开展电磁成形的有限元分析,并加入了提出的动态本构模型和断裂失效模型来预测高速下材料的失效。通过仿真和试验结果的对比验证了本文所建立的韧性断裂模型的准确性。