在汽车轻量化的背景下,铝合金由于具有密度小、比强度高、耐腐蚀等的特点在汽车领域中的应用越来越广泛。而铝合金板材室温成形性较差,温成形技术可以提高金属材料的成形性且成形回弹小、精度高,可用于生产复杂车身零部件。铝合金板材在生产中由于轧制工艺等原因普遍存在各向异性。各向异性的存在使板材在复杂应力状态下变形路径明显区别于各向同性材料,导致各向同性的本构模型仿真预测的失效极限不可靠。同时,温成形过程会导致成形件几何和材料力学响应的改变,为构件使用性能的准确预测提出了新的挑战。因此,本文开展了各向异性铝合金的温变形和温成形极限的试验和建模研究;通过多种路径的温预应变-室温服役两段加载试验,系统的研究了温成形因素对于铝合金后续服役的影响,并通过建模将温热成形历史因素引入到复杂温热成形构件的性能预测中。对AA5754铝合金的温成形工艺应用和温成形构件性能设计具有重要的意义。本文利用单轴温拉伸试验、0°、45°和90°单轴拉伸试验和温成形极限试验研究了AA5754铝合金在温成形条件下的各向异性温变行行为和温成形极限。结果表明AA5754铝合金板材的成形极限随着温度的升高和应变率的降低而增加;AA5754铝合金表现出厚向异性面内同性,其各向异性特征不会受温度和变形过程影响。基于铝合金温成形过程中的损伤断裂机理,建立了统一的各向异性多轴损伤本构模型。该模型考虑了铝合金的各向异性,将应变、应变速率和成形温度等因素耦合,较好的反映了AA5754铝合金的温变行和失效规律。利用遗传算法确定了本构方程组中的材料常数。通过统计分析和有限元模型验证了所建立的本构模型能够有效地预测AA5754铝合金的各向异性变形流动与温成形极限,指导工业温成形。通过多种路径的温预应变-室温服役两段加载试验研究了AA5754铝合金温预成形时效后,再次加载时的硬化行为和失效行为的演化规律,发现温变形对AA5754铝合金静力学性能的影响显著。预变形后板材出现了时效软化和包申格效应。屈服应力随着预应变的增大而增大,失效应变随着预应变的增加线性降低。成形温度越高,相同预应变条件下板材的屈服强度越低,硬化指数和失效应变越大。AA5754铝合金第二段加载的静力学性能对成形应变率和应力状态不敏感。建立了考虑温成形历史的损伤本构模型,描述温预变形后AA5754铝合金的后继硬化行为和失效行为。该模型能够表征AA5754铝合金在不同温度预变形后出现的时效软化和包申格效应,可以预测复杂应力状态下AA5754铝合金失效断裂,同时还能描述不同温度预成形历史引起的材料延性损失;利用遗传算法和试验结果确定了方程的材料常数。有限元仿真结果表明该本构模型能够有效的考虑温预成形对AA5754铝合金硬化和失效行为的影响,准确的预测AA5754铝合金在复杂应力状态下的变形和失效。基于本文建立的各向异性多轴损伤本构和考虑温成形历史的损伤本构模型进行了成形服役顺序耦合仿真,发现成形因素会引起帽形梁三点弯曲失效形式的改变。厚度减薄会导致失效提早发生,预应变因素会使帽形梁侧壁延性损失,导致失效提早发生的同时,还会引起裂纹沿冲头轴向扩展。成形因素虽然增加了帽形梁59.5%极限抗弯载荷,但是失效位移大幅降低了62.5%,导致帽形梁失效前的吸能降低了42.9%。为温成形构件的性能设计和预测提供了理论指导。