汽车轻量化是汽车产业可持续发展的重要方向,是实现节能减排的主要途径之一,采用轻质高强的复合材料替代传统材料已成为汽车产业的重要举措。纤维增强热塑性复合材料由于成型速度快、韧性好、可回收利用等特点,在汽车车身及零部件上得到了广泛应用。热塑性复合材料冲压成型,作为一种具有潜力的快速成型方式,虽然已有学者对其开展了初步研究,但目前还存在很多问题和规律未被揭示清楚。因此,为了探究热塑性复合材料的冲压成型性能,本文从实验与数值模拟角度展开了研究,主要研究内容如下:(1)通过对碳纤维增强聚丙烯复合材料(CFRTP)、玻碳混编聚丙烯复合材料(CGRTP)进行冲压成型实验,研究了材料类型与纤维方向对材料成型性能的影响,揭示了热塑性复合材料在成型过程中出现的典型失效形式及规律,并建立了相应的成形极限曲线(FLC)。(2)基于ABAQUS/Explicit有限元动态分析模块开发了VUMAT子程序,在子程序中实现了非正交次弹性本构模型的编写,通过测试验证了子程序与模型的准确性。(3)基于数值模拟的方法对实验模型进行了有限元仿真,包括偏轴拉伸实验与冲压成型实验,通过在VUMAT子程序中嵌入非正交次弹性本构模型与FLC失效准则,对比了实验与仿真的实验数据曲线、成型深度、失效区域,结果吻合度高。综上,本文主要是基于实验和数值模拟方法对纤维增强热塑性复合材料成型性能进行了研究,通过研究发现,纤维方向与材料类型对材料的成型性能具有重要影响。通过开发非正交次弹性本构模型及建立统一的成形极限失效准则,能够很好地应用于数值模拟,为热塑性复合材料的进一步研究奠定了良好的基础。