成形极限是评判金属板材在成形加工中成形性能的标准,在装备制造、航空航天和汽车制造等领域的零件生产中起着非常关键的作用。但影响成形极限的因素众多且十分复杂,其中非线性加载路径对成形极限的影响一直是学术界研究的热点。传统成形极限图是在线性加载路径的假设下,通过实验或理论计算获取的,而在实际成形过程中板材的受力情况更为复杂,使用线性加载路径条件下获得的成形极限不能对成形性作出正确评价。因此,研究复杂变形路径对成形极限的影响尤为必要,对金属板材塑性成形工艺设计有重要意义。本文基于板材不均一应力应变场条件下的一般变形分叉理论和微分方程特性曲线理论,推导了板材局所分叉破裂判据,建立预测模型并开展了不同预应变路径加载条件下成形极限的分析研究。以航空航天零件成形使用的材料2219铝合金为研究对象,通过单向拉伸实验获取2219铝合金的材料性能,使用MATLAB编程软件基于局所分叉破裂判据,考虑板材的屈服和变形各向异性特性,对其进行成形极限的数值计算。通过设计不同的预应变路径获取复杂加载路径下的成形极限图并研究非线性加载路径对成形极限的影响。对板材进行刚性凸模胀形实验,获取材料在不同应变路径下的成形极限实验数据,将其与理论计算结果进行对比验证不同应变路径下,板材局所分叉判据对成形极限预测的准确性和适用性。进而以该判据为基础获得了2219铝合金的非线性路径下的应力成形极限图,验证了材料应力成形极限的应力路径无关性。本文对研究塑性局部分叉理论下的成形极限预测和应用局部分叉理论研究成形极限对加载路径的依赖性具有理论意义,对铝合金板材的成形工艺优化具有指导意义。