超塑变形具有很强的结构敏感性，其变形规律与应力状态和变形路径有关，因此在处理二维胀形问题时，不能直接引用一维拉伸的实验数据，胀形实验装置便成为理论研究和制定工艺方案的重要手段。设计了高温超塑胀形实验装置，并针对实验装置进行了程序设计。该实验装置具有氩气净化、炉外加热、温度和压力闭环控制，能同时施加正压、背压并按设定的恒压、恒极点胀形速度和应变速率进行实验，同时可以无接触地记录胀形件极点高度与时间的关系，并观察其形貌变化过程。

根据材料力学的基本理论,分析了圆棒和圆管的弯曲刚度,选择圆管较佳的内外径之比为0.7,在两者质量相同的条件下,得出圆管的截面刚度是圆棒的3倍.在两者外径相同条件下,得出圆管的质量只有圆棒质量的1/2,其截面刚度却是圆棒的3/4倍.根据弹塑性的基本原理,分析比较了空心圆管与内部充液密封圆管的屈服应力σs,由于液体的不可压缩性和材料的应变硬化效应,增大了充液圆管的屈服应力σs,而使其弯曲强度增大.由于弹复效应,在动态承载情况下,增大了承受冲击载荷的能力.由于液体压强处处相等,而且垂直作用于圆管内表面,缓解了因扁化造成的局部应力集中,增大了抵抗屈曲能力.

根据试样初始标距长度、试验机横梁移动速度、试样真实恒应变速率和时间的理论关系式，设计了改进的控制系统。在不破坏原机功能的前提下，只要将其以适当方式插入的控制系统，就能实现恒变速率拉伸试验。比较了国内外电子万能试验机的恒变变速率拉伸试验功能，论证恒应变速率对研究超塑性的重要性，并旨出所设计的改进控制系统完全能满足超塑性变形的精度要求。

从力学原理、设计原理、整机结构、关键零部件的设计和工作程序，系统地介绍了自调式镦压挤胀复合液压机．由于压机设计了顶出缸对下活动横梁调节限位结构，回程拉杆对上镦压横梁的复位结构及镦压缸和气液储能器之间的连通协调结构，这不仅使该液压机结构紧凑，同时节省了上镦压横梁的回程液压缸、下活动横梁的镦压缸，并简化了上凸模与上镦压模分设的液压系统，而且解决了直齿圆柱齿轮在塑性成形过程中齿顶难以充满、齿根易出现微裂纹，以及成形压力过大和模具寿命过低的问题．