船舶壳体由许多复杂曲面板拼接而成,实现船舶壳体曲面板的自动化成型加工一直是造船行业亟待解决的问题,而要解决这一问题的重点,在于船舶壳体曲面板自动化成型装备的研制。要研制出满足要求的自动化成型装备的前提,是要弄清楚目标成型板材与加工工艺之间的联系,而应变分布作为初始平板变形为目标曲面板的介质,对于确定加工工艺至关重要,同时为了保证加工过程的连续性,应变分布计算的效率也很重要,并且船舶壳体曲面板大多属于板厚较厚中厚板,其面外应变在成型过程中占据主导地位,故面外应变的快速而精确的计算显得尤为重要。本文以船舶壳体曲面板成型为背景,探究在保证计算精度的前提下有效提高计算效率的面外应变计算方法。采用有限元仿真用大变形弹性计算方法模拟曲面板展开的过程,将三维船舶壳体曲面展开为二维平板,进而获得应变分布。针对球形壳这一特殊而重要的壳体形状,研究了其应变分布的影响因素和应变成分对成型的影响。采用双三角基拟合函数实现对离散曲面的拟合,在确定了离散曲面简洁有效的数学表达的基础上,基于非线性运动学分析采用解析法快捷的求取船舶壳体曲面板成型所需要的面外应变。在此基础上,设计了一套船舶壳体曲面板面外应变计算程序,从离散曲面板数据的输入到面外应变分布图的输出,实现面外应变分布的流程化计算,能在保证计算精度的同时,使计算效率得以有效提高。