管坯液压成形是制造复杂异形空心构件的先进成形技术,对于提升汽车轻量化水平、实现节能减排具有重要意义。针对现有恒压加载液压成形技术存在构件尺寸分散大、废品率高和模具变形严重的难题,发明了基于液体压力-体积协同变载精确成形工艺,提出通过控制高压液体体积调控模具弹性变形量和构件尺寸精度,尺寸精度比传统压力加载法提高1倍多;提出了合模力随内压全量程可变加载技术,大幅减小模具尺寸,且使模具变形量降到恒定合模力条件下模具变形量的1/3以下;突破双腔内压与多工艺参量协同加载控制技术,实现了双套系统并联成形,生产效率提高近1倍,满足了新能源汽车对高品质、高效率和低成本生产的要求,提升我国汽车关键构件的制造水平。最后,对协同变载液压成形技术的未来研究重点与发展方向进行了展望。

为研究塑性变形体中金属流动方向与局部应力场之间的关系，首先给出塑性变形中局部应力场的平均应力梯度的近似求解算法，并计算圆柱体镦粗、圆环镦粗和正挤压塑性区等典型轴对称应力场中各点的平均应力梯度方向。将应力场中各点的平均应力梯度方向和速度方向同时可视化，并对比统计二者的相似程度，结果显示在轴对称应力场中质点的流动方向与平均应力梯度方向大致保持一致。将变形区中各点的运动分解为刚体运动和相对运动（流动）两个分量，认为刚体运动主要由工具运动决定；在不考虑刚体运动的情况下，轴对称塑性变形区中的质点流动方向与附近区域的局部应力场在该点的平均应力梯度方向大致保持一致。

针对由于轴压引起的壳体弹塑性屈曲而导致的材料在成型和制造过程中的失效力学行为,选择适用于轴压的屈曲模态函数,利用能量法确定了屈曲参数满足的一般非线性方程组,给出了求解不含缺陷或含缺陷的几何线性或非线性弹塑性的临界失稳平衡位形曲线的方法.

本文针对用环壳液压胀形工艺制作弯头过程中存在的失稳起皱问题，从理论和实验上分析了环壳的初始形状对其成形的影响。研究结果表明，通过选择合适的胀前壳体结构，可以有效地改善胀形过程中壳体存在的失稳起皱问题。

管件液压成形技术(又称内高压成形技术)近几年发展迅速，在航空航天、汽车、兵器等领域的应用越来越多，管件液压成形技术生产的零件具有减轻质量、节约材料、提高强度与刚度、减少零件和模具数量、降低生产成本等优点。可用于制造沿零件轴线变化的圆形、矩形截面或异型截面构件。

为了适应现代工业对高质量、轻量化以及低成本零件的要求，作为金属成形中重要工艺方法的液压成形获得快速的发展。由于该方法利用液体作为传力介质或模具，因此可以通过对液体介质的实时控制，来实现对工艺参数的精确控制，并且，液体作为传力介质亦可节省成形所需模具。然而，采用液压成形往往需要大吨位的设备，限制了该成形方法的应用。证明对于液压成形所需设备合模载荷等于液体压力乘以在其作用方向的投影面积，它与冲头的形状无关。液压成形中实现省力的途径主要有三种；一是减少投影面积，二是降低材料的流动应力，三是采用合适的预制坯。针对于无模胀球、护环液压胀形及管材内高压成形，介绍省力成形的原理及液压成形用省力柱方法和“以推代胀”等方法的具体省力措施。

通过设计双母线椭球壳作为胀形前预制壳解决了初始轴长比大于2的椭球壳在胀形过程赤道带起皱的问题。为分析双母线椭球壳胀形过程的应力与变形特点进行初始轴长比为1.5和1.7的双母线椭球壳液压胀形试验研究和数值模拟。通过数值模拟揭示双母线椭球壳无模胀形避免起皱的机理。在变形过程中赤道带板料一致承受双向拉应力作用;赤道带焊缝处在变形初始阶段存在纬向压应力产生的原因是焊缝处多面壳体二面角展开过程存在弯曲效应在焊缝外表面带来附加压应力该压应力不足以引起失稳起皱;随压力升高壳体各处均受双向拉应力作用。通过试验研究绘制典型点的应力轨迹图揭示双母线椭球壳胀形过程中塑性变形发展及壁厚变化规律。极带最先发生塑性变形随着压力的升高塑性逐渐向赤道线方向发展赤道线最后发生塑性变形;壳体侧瓣中心线

板材拉深成形广泛应用于航空航天、汽车制造、船舶工业等领域是金属塑性加工领域的研究热点。随着工业生产向整体化、轻量化、高精度、低成本不断发展以火箭燃料贮箱箱底为代表的大型曲面封头厚径比小于0.3%起皱成为制约其拉深成形的主要缺陷之一严重影响零件质量、模具使用寿命和工业生产的稳定性。综述板材拉深成形起皱理论预测、数值模拟和工艺试验的最新研究现状重点介绍板材液压成形技术对于起皱控制的研究进展表明通过合适的液压成形可以成形出无起皱缺陷、厚径比较小的零件。提出现有问题并对未来研究方向进行展望。

随着板材零件向大尺寸、薄壁、深腔、复杂曲面以及难变形材料方向发展，具有低成本、高柔性的板材液压成形技术在航空、航天、汽车等制造业受到高度重视，并面临新的机遇和挑战。介绍板材液压成形技术的发展现状，重点介绍近年发展的径向主动加压充液拉深、预胀充液拉深、正反向加压充液拉深、双板成对液压成形和热态液压成形技术。分析国内外板材液压成形技术在汽车、航空航天等领域的应用现状，综述板材液压成形装备的研制进展，介绍正在研制的世界最大的吨位为150 MN、液体容积为5 m3的液压成形装备，对板材液压成形技术的发展趋势进行展望。