金属薄板受到面内压力作用时易产生屈曲变形。在冲压成形工艺中,局部屈曲变形是导致板料起皱的重要原因,因而受到研究重视。另一方面,若能有效预测和控制金属薄板的屈曲变形,则可在此基础上发展一种有别于现有冲压工艺的板料成形新方式——屈曲成形。与冲压相比,屈曲成形具有无需模具、成形力小等优点。金属板料冲压成形中,产品的最终形状主要取决于模具的形状。而在屈曲成形中,屈曲后的零件形状主要依赖于坯料自身的几何特征,因而研究典型几何特征下板料的屈曲变形是开展屈曲成形研究的重要内容。本文设计了多种具有典型几何特征的薄板试样,来研究上述试样在单轴和多轴压力作用下产生屈曲变形后的三维形状。从解析模型、有限元模拟、屈曲实验三个方面开展研究,完成以下工作:设计了多种不同结构的金属薄板并完成屈曲实验,证明了通过屈曲变形能够获得丰富的三维结构,这将为屈曲变形结构件设计提供借鉴。这些实验也为下一步的屈曲成形参数关系研究提供数据支持。分别针对宽度均匀结构和宽窄相间结构,推导了受压阶段和卸载回弹后的几何特征参数的解析模型。其中受压屈曲阶段采用了余弦轮廓假设,卸载回弹过程则分别假设了常等效应力和非常等效应力。并对不同假设的结果进行了比较。解析模型预测的几何特征参数与实验结果吻合较好。基于解析模型,通过作图法可直观分析二维结构形状参数对屈曲变形后结构形状的影响。开展了屈曲变形的有限元数值模拟工作,特别关注硬化模型对回弹计算值的影响。引入了几种常见的硬化模型,并将其计算结果与304不锈钢的屈曲变形实验结果进行对比,发现Chaboche N3L0硬化模型具有较好的变形预测精度。以一种典型几何样件(KL2#)为例,采用此模型预测的屈曲回弹后的高度、长度、角度,预测误差分别为-3.2%,0.4%和-3.6%。