弯管构件由于其特殊的中空截面构造和优异的产品性能,被越来越多的应用于航空、航天、汽车、船舶、石油化工、医疗器械等高新技术产业。由于薄壁管（t/D＜0.05）在弯曲过程中很容易出现内侧增厚起皱、外侧减薄破裂、横截面畸变和回弹等缺陷,严重限制了弯管构件在高精尖端领域的应用,一些传统的管材弯曲工艺已经无法满足工业生产中对弯管外观、性能、弯曲精度和形状精度等越来越高的要求。因此,本文提出一种适用于薄壁管精密弯曲成形的充液推拉弯曲工艺,本工艺兼具推弯、拉弯和液体填充弯曲等多种弯曲方法的优点,可以有效抑制薄壁管材弯曲变形的起皱缺陷。本文通过理论分析、有限元数值仿真和试验研究对充液推拉弯曲工艺进行了深入系统的研究。为了得到金属管材的力学性能参数,本文通过单向拉伸试验获取了DC06、08Al、304不锈钢和316不锈钢四种材料的真实应力应变曲线,选取合适的材料本构关系模型进行拟合,为纯弯状态下管坯的受力状态理论分析奠定基础。通过建立力学平衡微分方程,研究了弯管内外侧的应力应变变化规律,并推导出弯管内凹侧和外凸侧壁厚变化量的计算公式。基于ABAQUS有限元平台,对比分析不同屈曲模拟方法的优缺点,提出引入初始缺陷的动态显式有限元模型。以AA6061管材固体颗粒介质缩径工艺为算例,建立同时引入形状缺陷和厚度缺陷的动态显式有限元模型,准确模拟出管材缩径起皱失稳后的波纹形貌和个数。将模拟仿真与试验的力-位移曲线进行对比,验证了此模拟方法的可靠性。构建引入初始缺陷的薄壁管充液推拉弯曲工艺有限元仿真模型,通过对有限元模拟结果分析,研究了管坯材料性能、相对弯曲半径、相对壁厚、内压大小、管坯外壁与模具内腔的摩擦和间隙、内压加载路径、推力和拉力加载路径等因素对弯管成形质量的影响。为弯管起皱极限图的建立和基于BP神经网络的起皱预测模型提供了数据支持,并为工艺试验提供了重要参考。确立弯管屈曲点的临界起皱时刻,并提取临界起皱时刻的应变加载路径,建立以主应变为判定依据的临界起皱应变线,准确预测出特定工况下弯管的起皱失稳区域。为提高起皱判定线在不同弯曲工艺参数下预测起皱失稳区域的通用性,在两向主应变的基础上引入两向主应力,建立了以应力比和应变比表征的统一临界起皱判定线。弯管起皱区域位于判定线下方,未起皱区域位于判定线上方,印证了统一临界起皱判定线可以对弯管起皱失稳区域起到标识的作用。将相对弯曲半径、相对壁厚、内压和模具间隙作为输入参数,通过对大量模拟数据的训练测试,建立了BP神经网络起皱失稳预测模型,该模型可以预测弯管的最大起皱高度Δh、起皱波纹个数N和最大壁厚增厚率η。根据有限元数值模拟结果,对薄壁管充液推拉弯曲工艺进行了试验研究,获取了材料参数、内压大小和润滑条件等工艺参数对试验弯管件成形质量的影响规律。试验结果表明,充液推拉弯曲工艺适用于薄壁管的精密弯曲成形,通过试验为本工艺的推广和实际应用积累了经验。