板料成形广泛应用在汽车、模具及航空等领域,是现代工业生产中常用的加工方法。随着板料成形仿真软件的提出,板料成形数值模拟技术成为了板料冲压成形领域研究的热点,通过数值模拟技术进行有限元仿真,可以在设计早期探寻成形的缺陷,并对模具的设计参数等进行修改,从而减少了成形件的废品率,降低了设计的成本。虽然通过板料成形数值模拟软件可以对成形结果进行预测,但是数值模拟需要消耗一定的时间,尤其是针对复杂的成形件需要大量的时间。为了节约时间,通过试验设计进行少量的试验得出模拟的结果,并构建与原模型精度相似的代理模型进行优化。同时,板料成形过程中由于受到工艺参数、外部环境、加工方法不同等因素的波动,加工出来的成形件质量会受到影响。为了降低这些波动的影响,需要进行稳健设计,使得成形件质量对因素的波动变得不敏感。将响应面模型作为代理模型用于构建板料冲压成形中成形目标与设计变量的映射关系,通过径向基函数对响应面模型的残差进行插值,在不大量增加抽样点的情况对响应面法进行改进,提高了模型的精度。将改进的响应面模型用于非线性函数中,与未改进的模型进行对比,模型精度有了一定的提高。为了提高板料成形件的稳健性,将容差思想融入稳健设计中,总结出具有固定容差和变容差的稳健模型,并建立二步法容差稳健模型。将固定容差稳健模型和二步法容差稳健模型分别用于盒形件和翼子板的稳健优化中,通过响应面法建立成形指标和约束指标与设计变量间的关系,并综合考虑可控因素和不可控因素的交互作用,对盒形件和翼子板进行稳健优化设计。利用蒙特卡洛模拟获得目标的均值和方差,并与确定性优化进行对比。结果表明,考虑交互作用的稳健模型的稳健性有了显著的提高,波动更小。