截面厚度随承载能力变化的轧制差厚板(Tailor Rolled Blanks,TRB),其成形的零部件根据不同的承载能力设计相应的厚度,在保证安全性能的同时,又降低了零件的重量,成为最具发展潜力的轻量化型材之一。然而,差厚板厚度和材料性能的非均一性,其成形过程中易出现起皱甚至破裂等缺陷。目前国内外常用的预测差厚板成形破裂缺陷的方法少,且精准度较差。因此,找到适合预测差厚板成形破裂的方法尤其重要。本文基于Lemaitre损伤准则,优化其参数,建立适合差厚板成形破裂预测模型。进一步将预测模型和实验结果对比分析验证其准确性。本文主要研究内容如下:应用单向拉伸实验获得差厚板及其不同厚度区域的力学性能参数,并通过变形前后微观组织变化和断口形貌分析研究差厚板塑性变形行为和断裂方式。研究结果表明,差厚板不同厚度区域微观组织的不同使各厚度区域材料力学性能存在差异,差厚板塑性变形时,由于过渡区厚度和微观组织的非均一性,此处最易引起应力集中,断裂在过渡区靠近薄区处发生;断口形貌表明差厚板断裂处有明显的塑性变形,断口由拉长韧窝以及靠近厚度中心区域的微孔洞组成,属韧性断裂。基于Lemaitre损伤准则,应用反复加载实验和有限元模拟优化损伤变量和应变之间的对应关系,建立适用于差厚板成形的破裂准则。基于ABAQUS平台,应用子程序将所建立的损伤方程嵌入到模拟软件中进行模拟预测,断裂位置、力与行程曲线与实验结果相吻合,验证损伤模型预测差厚板拉伸断裂行为的准确性。应用半球形刚性凸模胀形试验法研究差厚板成形极限,获取了差厚板不同厚度区域成形极限曲线,得到差厚板成形破裂规律,在有效宽度一定时,试样杯突值随着厚度增大而增大;当厚度一定时,试样杯突值随着有效宽度增大而减小。在上述研究成果的基础上,建立差厚板杯突有限元模型,通过断裂前的等效应变、应力分布和成形极限深度对差厚板成形破裂进行预测,将模拟结果与实验结果进行比较,进一步验证了损伤准则的适用性和准确性。综上所述,采用改进的损伤断裂准则能够有效的预测差厚板成形破裂,且预测准确度较高,本文中破裂准则的建立及预测方法对指导生产实践具有重要意义。