薄壁管材弯曲成形过程中,外侧壁的减薄、破裂,内侧壁的增厚、起皱和横截面畸变及其演化过程、卸载后的回弹等质量缺陷问题一直是工程界未能有效解决的技术难题。特别是随着薄壁管材无芯弯曲成形技术在现代钢制家具行业大量广泛应用,家具的外观和耐用性对钢管成形质量的要求越来越高,使得生产企业解决上述问题的日益迫切。本文针对上述管材弯曲成形中的缺陷问题进行了理论解析研究和有限元数值研究。主要内容包括：　　 ⑴介绍了等效应力与等效应变、屈服准则、增量理论、全量理论,分析了管材冲压弯曲成形过程金属的变形以及管材弹塑性变形过程和力学特点,推导了应变表示方法和塑性变形的体积不变条件,通过拉伸试验和资料比较了管材与板材力学性能差异。　　 ⑵介绍了薄壁管材无芯绕弯成形技术原理,在对管材弯曲变形进行了定性分析的基础上对管材弯曲变形的应力应变进行了理论解析,推导出了管材弯曲变形的应力、应变和中性层曲率半径公式,对管材弯曲后横截面和壁厚的扁化进行了理论解析,推导出了管材弯曲最小相对半径的理论计算公式并通过试验对公式进行了验证,对管材内侧的压缩失稳分屈曲和起皱两者情况进行了讨论分析,推导出了管材弯曲变形力矩的计算公式,确定了管材弯曲回弹量的计算方法,分析了各个参数对管材弯曲回弹量的影响并给出了合理的解释。　　 ⑶根据管材成形的特点,选用有限元仿真软件DYNAFORM,利用其弯管模块进行数值仿真研究。通过深入的学习DYNAFORM和仿真实践,总结出了使用软件模拟管材弯曲成形过程材料模型的选择、单元公式的选择、接触参数的设置沙漏控制的选择、模具的运动选择、分析时间的控制和求解参数的设置原则的一般规律。对薄壁弯管成形过程进行建模,按照弯管工艺和成形参数模拟了各种成形条件下管材弯曲的成形过程,得到了按照弯曲试验参数的成形极限云图,预测了成形极限；通过仿真还解决了理论研究壁厚和截面扁化难以解决的难题,分析了边界运动；通过仿真还得到了管材弯曲后各个节点的等效塑性应变和弯曲过程中的变形能及一系列有关应力应变的规律。　　 ⑷研究结果表明：薄壁管材外侧壁的减薄、破裂,内侧壁的增厚、起皱和横截面畸变中性层的内移、回弹等成形过程现象均与管材弯曲的应力应变状态密切相关,管材的几何参数和材料的性能参数通过影响管材弯曲成形应力应变体现出来,因此对薄壁管材的弯曲成形研究应结合管材的薄壁、中空几何形状特点和管材本身的力学性能参数分析管材的应力应变及其与应力应变相关的规律。