成形极限图是评定金属板材料成形性能最直观的形式,在金属塑性成形领域具有绝对重要的作用。传统的理论成形极限图(FLD)是基于平应力条件所建立的,但是对于很多塑性加工工艺来说,厚度方向的应力发挥着非常重要的作用,如果继续使用传统的FLD描述材料的极限应变,精确度就会大大降低。对于迅速发展的板料成形行业,新的材料、新的加工工艺层出不穷,对板料加工的精度要求也会越来越高,更加完整的成形极限图,即考虑到厚向应力的FLD研究已经非常迫切。本文基于目前得到广泛认可的C-H和MMFC失稳理论,考虑厚向应力的影响,求解理论成形极限曲线。计算过程中,将厚向应力为恒定的厚向应力和在板料变形过程中诱发的厚向应力两种形式进行考虑,讨论了两种不同形式的厚向应力对理论成形极限图和成形极限应力图的影响。分析了引入厚向应力后材料性能系数对成形极限的影响,结果表明厚向应力的引入会改变其对FLD影响的敏感性。对胀形实验进行了有限元模拟,证实了板料在变形过程中必然会诱发厚向应力,对课题提供了有力的支撑;应用材料TRIP780、304不锈钢、AA5182铝合金和57540铝合金对引入厚向应力后的理论成形极限曲线进行验证,结果表明引入厚向应力后的成形极限图会更加吻合实验数据,证实了考虑到厚向应力求解成形极限的必要性。M-K失稳准则是目前求解理论成形极限曲线应用最为广泛的理论,其核心思想是板料在初始状态存在一个初始厚度不均,失稳正是从这个凹槽处出开始。本文从另外一个角度出发,提出在一些表面足够光滑的材料中,初始厚度不均并不是引发料发生破坏的最主要原因。同时,由于材料形状细微的不规则或者加工工艺中存在的问题,导致其内部应力不均匀,正是这个应力不均引发了材料最终的破坏。针对此思想,修正M-K理论为初始应力不均,讨论了初始应力不均度对FLD的影响,并基于修正的M-K理论,引入恒定的厚向应力,研究其对FLD影响;最后通过材料TRIP780、304不锈钢,验证其精度。