轻量化是汽车技术的主要发展方向,铝合金的应用是实现汽车轻量化的重要技术途径。破裂是铝合金板材成形中的主要缺陷之一,传统方法预测铝合金板材成形过程中的破裂位置不够精确。深入研究铝合金板材的韧性断裂准则,并将韧性断裂准则应用到汽车内板件的成形破裂预测中,对于完善铝合金板材成形破裂预测理论以及提高预测铝合金成形破裂的精度,具有重要的工程应用价值。本文主要研究内容及结论如下:针对Al6016-T4板材设计了6种不同形状尺寸的试样并进行了实验,研究了材料的各向异性和不同应力状态对Al6016-T4板材力学性能以及断裂行为的影响。研究表明:Al6016-T4板材的抗拉强度、屈服强度在不同取向上没有明显的各向异性,而在r值上表现出明显的各向异性,其中0°方向上的r值最大;Al6016-T4在不同取向上的硬化系数和硬化指数、断裂应变、最大均匀应变和延伸率表现出一定的各向异性。基于MATLAB开发了非耦合韧性断裂准则参数标定系统,该系统可以实现非耦合韧性断裂准则参数准确快速的标定以及不同韧性断裂准则在不同空间下的对比;针对Al2024-T351材料,应用该系统完成了参数标定并绘制韧性断裂准则在不同空间下的断裂包络面,分析了不同韧性断裂准则的适用条件。结果表明:在(-1/3,1/3)的应力三轴度范围内,只有DF系列断裂准则、MMC断裂准则可以较为准确地描述断裂等效塑性应变随应力三轴度的变化规律。基于实验数据完成了硬化模型、屈服准则的选择及参数标定;通过实验和有限元模拟结合的混合法确定了材料参数并完成了韧性断裂准则的参数标定;将DF2012断裂准则应用于预测不同应力状态下Al6016-T4的韧性断裂,研究了不同本构模型对断裂预测精度的影响。结果表明:两种硬化模型中,采用Swift-Voce硬化模型的预测精度最高,可以较为准确地预测R10和R20圆弧缺口试样的断裂;相对于采用r值标定,采用屈服强度标定的Hill48屈服准则预测精度更高,可以较为准确地预测R5和R10圆弧缺口试样以及中心孔试样的断裂。对汽车内板件的成形过程进行了有限元模拟,通过ABAQUS软件的用户材料子程序将韧性断裂准则运用于零件成形破裂的预测;对比研究了不同屈服面形状对破裂预测精度的影响。结果表明:DF2012韧性断裂准则可以准确预测Al6016-T4成形时大多数的破裂位置;两种屈服面形状的Hill48屈服准则预测到结果相差不大,分别可以预测到不同位置的破裂。