镁合金作为重要的轻量化材料，受到世界各国高度重视。与钢、铝等其它常用金属相比，对于镁合金塑性成形理论方面的基础研究还相对滞后，成为阻碍镁板成形应用的瓶颈之一。多晶体塑性力学以材料微观结构信息为出发点，通过多尺度建模与计算，建立微观结构–宏观性能之间的对应关系。以晶体塑性理论为基础，研究滑移、孪生等机制对镁合金变形及织构演化的作用规律，探索镁合金塑性变形的机理，是国际塑性加工领域的一个热点。 本项目主要研究内容和结果如下： 开展AZ31B板材在100～300C温度范围内，不同方向、应变率下的单向拉伸及压缩试验，分析了应力应变曲线、r值、微观组织随应变的演化规律。单向拉伸时，r值在低温下随应变增加而逐渐增大；在200/300C面内单向压缩时，首次观察到r值演化规律与100/150C时显著不同：随应变增加而逐渐减小；在200C沿轧制方向压缩时，观察到特殊的板条状组织。 通过多晶体塑性计算，从变形机制角度解释了试验中r值、织构及微观组织的演化规律。在200C下RD压缩中，柱面滑移与基面滑移开动率之比随应变增加而逐渐减小，导致r值的异常演化；与RD拉伸及ND压缩相比，RD压缩中由于较大的旋转‘空间’导致了在沿加载方向取向差高演化速率，从而生成特殊板条状组织。 开展AZ31B板材的单向拉伸、准平面应变及等轴双拉三种预应变实验及刚模胀形试验。AZ31B板材的成形性能随温度的升高而改善，随凸模速度增大而减弱。在150C时，单向拉伸下极限应变与平面应变间存在巨大的差异，而随着变形温度的升高此差异由于锥面滑移开动的增强而减小；单向拉伸及平面应变预应变会改善成形性能，等轴双拉会降低成形性能，与室温下铝合金预应变后成形极限结果相比，在200C预应变对成形性能的影响并不显著，而在300C，由于温升及保温过程中的退火，使得预应变效果消失。建立耦合晶体塑性理论与M-K沟槽理论的成形极限计算方法，计算镁合金在不同条件下的成形极限。 本项目研究系统地研究了镁合金板材温热条件下的变形行为，首次发现并解释了镁合金板材r值变化的新规律和板条状组织的形成；开发了镁合金板材预应变实验方法，建立了多晶体塑性模型、M-K损伤模型耦合的成形极限计算方法。本项目的研究结果对于揭示镁合金板材微观变形机理、发展其塑性变形理论做出了较重要的贡献。