与传统的冲压成形工艺相比，板料数控渐进成形技术（Incremental Sheet Forming，ISF）作为一种柔性的无模成形技术，不仅显著降低了制件的开发成本、缩短了制造工艺的开发周期，而且显著提高了板材的成形性能，还可以成形出传统无法获得的复杂零件形状。另外，该技术局部成形的特点使得板材在加工过程中所需的成形力较小，因此在设备工作空间允许的范围内可以加工任意尺寸的零件，而不受设备吨位的限制。　　然而，板料数控渐进成形技术除了涉及几何非线性、材料非线性和接触非线性问题以外，还具有局部高压、循环加载-卸载等独特的变形特点。目前对于板料在加工中的变形行为和相应的力学问题尚缺乏系统的定论，是该领域研究的热点和难点。另外，对于室温下难成形的低密度、高强度、轻量化的合金材料（如铝合金、镁合金和钛合金），常规的板料数控渐进成形技术也难以有效地提高其成形性。因此，在总结了板料数控渐进成形过程中材料的变形特点、破裂行为，并通过理论分析从力学层面对上述问题作了进一步阐释的基础上，论文针对常规板料数控渐进成形技术无法加工室温下难成形材料的问题，分别对两种叠加热场的板料数控渐进成形技术展开深入、系统的研究，并详细比较了两种方法的优劣和适用范围。主要研究工作和学术贡献如下：　　研究了板料数控渐进成形中材料的变形特点和破裂行为。采用有限元数值模拟和DIC应变测量技术确认了采用平面应变假设近似描述局部成形区内材料变形状态的合理性。通过构建不同的摩擦条件（即不同的厚向剪切效应强度），以预制厚向小孔的偏斜程度为依据验证了厚向剪切效应的存在性，并考察了不同厚向剪切效应强度下材料的流动状况。此外，依托成形试验和断口形貌分析，讨论了成形过程中破裂出现的位置及扩展方式。基于微元分析方法和平面应变假设，分别在单独考虑摩擦效应和弯曲效应的情况下对板料局部变形区域的接触区和非接触区进行了全面的受力分析，建立了板料数控渐进成形的力学基础。从力学层面更为深入地明晰了板料数控渐进成形的变形特点和破裂行为。　　设计并开发了基于摩擦致热原理的单点板料数控渐进成形系统，通过试验分析了摩擦致热的板料数控渐进成形中不同工具转速条件（即不同摩擦条件和温度条件）对材料成形极限、成形力、成形温度和表面质量的影响。全面揭示了摩擦效应和温度效应在不同工具转速范围内的不同作用及其对材料成形性影响的机理。总体上看，随着工具转速的提高，材料的成形性也逐渐改善。在温度效应可以忽略的工具转速范围内，通过连续改变工具转速，创造了不同程度、连续变化的摩擦效应，阐释了厚向剪切效应对材料成形性的提高具有两面性的特点，统一了此前关于厚向剪切效应作用的争论。此外，首次采用激光加工技术对成形工具头端部进行处理，探索了工具头表面的微观纹理对成形过程的影响。　　构建了基于电辅助加热原理的单点/双面板料数控渐进成形系统，设计并开发的背压施加装置成功地避免了在双面板料渐进成形中由于材料减薄和回弹所导致的支撑工具与板料脱离接触的现象。验证了板料渐进成形中电辅助加热技术在提高材料成形性方面的能力，明确了加工过程中成形温度具有局部加热、周期性变化等特点。在估算板料渐进成形过程应变速率范围的基础上，详细地讨论了成形温度选择的流程和思路，指出目标成形温度的选择不仅需要考虑材料在不同应变速率、不同温度条件下的变形能力，而且还有必要将零件的表面质量等因素纳入考察范围。针对电辅助加热板料数控渐进成形所获得零件表面质量、几何精度差的问题，提出了改善策略。与电辅助单点板料数控渐进成形技术相比，电辅助双面板料数控渐进成形提供了更为丰富的电流加载方案和工具轨迹策略。合理的电流加载方案和工具结构的配合使用可以最大限度地改善所加工零件的内、外表面的综合质量。基于电辅助加热双面板料渐进成形所提出的复合工具轨迹策略，有效地消除了因弯曲效应而造成的尺寸误差，大幅提高了成形零件的几何精度。　　通过试验，系统比较了摩擦致热和电辅助加热的这两种板料数控渐进成形方法的加工效率、加热效率和对不同零件形状、材料的适用性等。结果表明：摩擦致热的板料数控渐进成形方法在加工效率方面具有优势，而电辅助加热板料数控渐进成形方法的加热效率远高于摩擦致热的板料数控渐进成形方法。研究发现：镁合金AZ31B最适合用摩擦致热的板料数控渐进成形方法加工，铝合金AA2024次之；而钛合金Ti6Al4V在加工过程中导致成形工具磨损严重，因此不适合用该方法。综合材料的加热能力、加热效率和散热能力，适合使用电辅助加热板料数控渐进成形方法进行加工的材料排序为钛合金Ti5Al4V、镁合金AZ31B、铝合金AA2024。针对在加工钛合金Ti6Al4V时出现成形工具振颤剧烈、过热和磨损严重等问题，设计并开发了一系列基于水循环冷却原理的新型滚动工具头和滚轮工具，有效地解决上述问题。　　研究表明：本文对板料数控渐进成形技术中材料变形特点的研究和力学基础的建立进一步提升了对该技术的认识，在此基础上针对两种叠加热场的板料数控渐进成形的技术开发和特性研究有效地解决了常规板料数控渐进成形方法无法加工室温下难成形的低密度、高强度轻量化合金材料的问题，有力地推动了板料数控渐进成形技术从试验室研发向工业生产转变的进程。