本项目针对边缘破裂问题开展了一系列的实验和理论研究，通过进行单向拉伸、冲孔、扩孔和胀形实验，对各工艺下破裂试样的断口形貌进行观察，分析了先进高强钢成形过程中破裂的类型及特征，定性及定量比较了不同材料在相同工艺条件下、同种材料在不同工艺条件下的断口形貌差异，以期进一步了解破裂的机理与规律；通过进行预变形、扩孔和高温单拉实验，探究预变形、曲率半径和冲裁热效应对高强钢边缘拉伸性能的影响；针对先进高强钢的边缘破裂提出了新的预测模型，可以改善传统理想模型无法准确预测边缘破裂的问题。主要研究成果如下： （1）单向拉伸试验中DP590、DP780、DP980的断裂模式为韧窝型韧性断裂，MS1180和MS1300的断裂模式为介于韧窝断裂和解理断裂之间的准解理型断裂。冲孔实验中DP钢随着强度级别的升高，断裂带越来越光滑；对于MS1180和MS1300，断裂带由非常细小的拉裂韧窝组成，MS1180平均韧窝直径大约1.6μm，MS1300平均韧窝直径大约1.2μm。扩孔实验中五种高强钢破裂模式均为韧窝型韧性断裂，随着钢板强度级别的升高，平均韧窝直径减小，韧窝密度先增大后减小。在胀形实验中，DP780和DP980的断裂模式均为韧窝型韧性断裂。 （2）预变形导致的加工硬化会明显影响板料边缘的拉伸性能，且预变形量越大边缘拉伸性能越差。3%-9%的预变形量使DP780扩孔率下降约6%-12%； 0°方向3%-9%的预变形量使DP980扩孔率下降约5%-11%；90°方向预拉伸对DP980扩孔率的影响较小，扩孔率下降了约3%。 （3）对同种材料，边缘的曲率半径越小，拉伸性能越差。DP780孔径为15mm的扩孔率比孔径为9mm的扩孔率高5.09%；DP980孔径为15mm的扩孔率比孔径为9mm的扩孔率高6.26%。此外，DP980边缘成形性能对曲率变化的敏感程度要大于DP780。 （4）冲裁变形区的温度变化对薄板冲裁断面质量影响较小。 （5）基于M-K模型和Hill颈缩理论建立了新的有限元模型，适用于考虑冲裁损伤的边缘成形极限预测。通过冲孔和扩孔实验验证了新模型在预测边缘成形性能方面的优越性。 （6）引入法向应力，与M-K理论相结合，获得了能考虑法向应力影响的成形极限模型，法向应力提高应力和应变空间内描述的材料的成形极限，双线性应变路径下法向应力的作用阶段对材料的成形极限有显著的影响。 2100433B