随着汽车工业的持续快速发展,能够成形具有一定立体形状、非等厚度复杂零件的精冲工艺在中厚板成形领域得到了广泛的运用。数值模拟是现代解决精冲成形工艺和模具设计的重要方法,数值模拟的精度很大程度上取决于所选材料的本构模型中涉及的材料性能参数的准确性。精冲用中厚钢板一般经过轧制和球化退火处理。由于轧制过程中形成的变形织构,金属的力学性能将产生各向异性,经过退火后,织构和各向异性仍然存在。对于薄板,获得较小应变范围的流动应力曲线和各向异性参数已形成了系统化、理论化的研究成果。但对于需要较大应变范围流动应力曲线和全面各向异性参数描述的精冲用中厚钢板,尚无系统的理论研究成果。基于上述问题,本文通过各个主要方向的较大应变范围的流动应力曲线来描述中厚板的各向异性:一方面,借鉴薄板和普通体积试样的一般材料性能试验方法(如板料单轴拉伸试验和圆柱压缩试验)获得不同取向试样的基础试验数据;另一方面,通过反求法将基础试验数据和数值模拟相结合,突破传统测量方法的限制获得更准确、更大应变范围的流动应力曲线,进而表述材料的各向异性。为了处理反求法中的非线性、不适定性(包括解的存在性、唯一性和稳定性三个方面)和计算量大等问题,本文针对圆柱压缩流动应力曲线的反求过程,对载荷-位移曲线中采样点选取、流动应力曲线模型的选择和优化算法的选择进行了分析。得出如下结论:20个采样点能够较好地兼顾准确性和效率;Swift流动应力模型由于具备较大的参数灵敏度,因此在室温压缩流动应力曲线的反求法中显示出了更佳的效果;直接搜索算法Downhill Simplex在10种优化算法中表现处了更好的准确性和效率。基于上述研究成果,本文对常用的精冲中厚钢板材料C45和42CrMo4进行材料性能试验和反求法数据分析。C45材料的分层拉伸试验结果表明,材料的性能与材料在厚度截面不同厚度层的位置无关;通过反求法与拉伸、传统压缩的比较以及不同尺寸试样的反求法结果的比较,说明了反求法获得流动应力曲线的可靠性。通过6个方向(包括3个主方向和3个切向)压缩试样的反求分析获得了42CrMo4较大应变范围的流动应力曲线和各向异性参数;通过EBSD获得的42CrMo4微观组织和织构分布进一步验证了42CrMo4的各向异性。最后将42CrMo4中厚钢板大应变流动应力曲线和各向异性参数用于精冲中常用的成形工艺的数值模拟。通过中厚板扩孔实验结果与数值模拟结果的比较说明,反求法获得的流动应力曲线和各向异性参数相对于拉伸试验获得的材料性能参数更准确。