轻量化是汽车技术的主要发展方向之一,先进高强钢的应用是轻量化的重要手段。剪切旋压属于半模、局部塑性成形技术,在高强钢板剪切旋压成形过程中,因材料塑性差及工艺参数不合理而导致的损伤破裂、回弹现象严重。由于目前在旋压技术领域尚缺乏统一有效的方法预测其成形极限,因此,对高强钢板剪切旋压成形时的断裂准则和可旋性进行研究,并对其成形质量进行控制,这对于高强钢材成形技术的进步以及旋压技术的完善,都具有重要的理论意义和实践价值。本文以高强钢板的剪切旋压成形为研究对象,通过理论分析、数值模拟和工艺试验等方法,对其成形机理、断裂准则、可旋性及旋压成形质量进行了研究。主要研究内容及结论如下:基于应力三轴度和断裂等效塑性应变的关系曲线,分析常用五种韧性断裂准则的适用范围,确定了适用于剪切旋压成形过程断裂预测的韧性断裂准则;提出一种基于有限元模拟和试验相结合、考虑多种变形条件下断裂极限的韧性断裂准则参数标定方法,并对DP600高强钢的Oyane准则及R&T准则参数进行了标定。基于ABAQUS软件构建了剪切旋压的破裂预测有限元模型,根据剪切旋压成形特点及破裂预测结果对Oyane准则进行修正,获得了准确预测剪切旋压成形过程断裂失效的韧性断裂准则。模拟结果表明,Oyane准则和R&T准则预测剪切旋压成形破裂位置分布和试验规律一致,即位于旋轮接触位置后方并沿着切向均匀分布;修正后断裂准则的破裂位置预测结果和试验结果误差为15.9%,具备较高的剪切旋压破裂预测准确性。以极限半锥角和极限减薄率作为材料的剪切旋压成形可旋性评估指标,基于椭球形芯模的可旋性试验方法设计了相应的工装模具并进行可旋性试验,研究材料力学性能及成形参数对可旋性的影响规律。结果表明,材料的剪切旋压成形极限减薄率和拉伸试验延伸率呈正相关关系;进给比和旋轮圆角半径对剪切旋压成形可旋性的影响较小,旋轮与芯模之间的间隙偏离率对可旋性的影响显著,小范围内的负偏离可有效提高材料的剪切旋压极限减薄率。最后以DP600高强钢锥形件的剪切旋压成形为研究对象,对成形过程的应力应变、旋压力、韧性损伤分布规律进行了分析。以壁厚偏差、圆度及回弹角作为成形精度指标,获得了成形参数对旋压件成形精度的影响规律,并研究了典型缺陷的产生原因及防治措施。高强钢锥形件剪切旋压成形时,旋轮圆角半径和进给比不宜过大或过小,采用零偏离或较小的负偏离率可获得成形精度较好的旋压件;成形时的典型缺陷有破裂、法兰起皱和口部失稳,可分别通过减小进给比、减小旋轮与芯模之间的间隙及保留一定的法兰余量以抑制缺陷的发生。