针对金属板料冲压成形工艺存在的一些不可避免的劣势,如成形力大、减薄严重等,从“有益屈曲”的思路出发,提出了一项全新的成形工艺——屈曲成形。屈曲成形是指利用板料的屈曲行为,通过设置特定的挠度或约束,诱导板料发生特定的屈曲变形,成形所需要的零件。本文针对Q235钢、304不锈钢及高强钢QP980薄板,通过实验及有限元模拟的方式进行了屈曲成形的研究。根据现有设备条件,自主设计了一套能将伺服压机单方向压力转化成多方向压力或拉力的机械装置,搭建了屈曲实验平台;系统地研究了材料、边界条件、轧制方向、初始缺陷、板料宽长比、形状、尺寸等工艺参数对受压板料屈曲性能的影响;利用有限元软件ABAQUS 6.13,初步建立了高强钢QP980的屈曲成形有限元模型,包括流动应力模型、屈服准则和硬化模型等;介绍并分析了现有的几种用于屈曲问题的有限元模拟方法,并与实验结果进行对比分析,确定了显式动力屈曲模型适用于金属薄板屈曲成形,并利用该模型对屈曲成形应用实例——波纹板成形进行了模拟;进一步地,通过有限元模拟对比了QP980的屈曲成形工艺和冲压成形工艺,分析并比较成形件的应力场与厚度分布等,得到如下几个结论:1、屈曲成形所需的成形力远小于冲压成形工艺,在节能方面有显著的优势。2、屈曲成形过程由于存在主动进料机制,因此成形完成后的减薄率非常小。本文对比算例中,冲压成形的减薄率达到10%,且减薄面积较大;而反观屈曲成形的减薄率几乎为0。3、屈曲成形时,其成形方向上应力状态以压应力为主,而冲压成形以拉应力为主。压应力有利于材料流动且成形极限更高,因此,与冲压成形相比,屈曲成形过程中材料不易破裂,具有更好的成形性。4、冲压产品通常要求侧壁斜角大于90度,否则无法实现凸模下压和回程,而屈曲成形件则无此限制,因此具有更广泛的产品设计可能性。5、与冲压成形相比,屈曲成形的成形精度差、成形力控制困难、产品设计尚无成熟方案,亟待开展进一步研究工作。