以结构轻量化和一体化为特征的管材液压胀形技术,在制造空心变截面轻体构件方面具有传统制造方法无可比拟的优越性,在汽车和航空工业领域倍受关注并得到广泛应用。在管材液压胀形过程中,影响管材胀形性能的因素很多,其中以加载路径对管材胀形性能影响尤为显著。开展简单、实用的线性加载路径的相关研究对管材液压胀形技术的推广具有重要意义。本文对线性加载路径下管材的胀形性能进行了系统的研究。针对现有管材液压胀形方法及试验装置的不足,提出了一种新的内补液增压式管材液压胀形方法,并据此开发了一种管材液压胀形装置;对现有的线性加载路径进行了归类,提出了一种实用的线性加载路径;采用自行开发的装置进行了四种线性加载路径下的管材液压胀形试验;针对管材液压胀形特点构建了有限元模型,并对四种线性加载路径下管材的成形过程进行了数值模拟;根据管材液压胀形的力学模型,分析了胀形过程中应力与应变的关系,并推导了试验装置工作时轴向力的计算公式;基于试验和模拟结果对胀形管材的壁厚分布规律、失效规律和胀形极限进行了研究。研究结果表明:(1)在管材液压胀形过程中,在内压力尚未建立前,不宜进行轴向补料,否则管材容易发生屈曲失效或在胀形区局部区域出现壁厚分布波动现象,得到的最大胀形直径较小。(2)在胀形前期,在内压力保持恒定的条件下轴向进给按线性增大;在胀形后期,内压力与轴向进给均按线性增大的加载方式是一种较合理的新型线性加载路径,胀形的零件质量好。(3)提出以大变形区长度作为管材轴向成形能力的评价指标是可行的:大变形区长度越长,成形管材的轮廓越光滑、壁厚越均匀、最大胀形直径也越大,所成形出的零件的质量越好。(4)“使增压活塞挤压增压缸体内液体的同时推动压头向下运动,为管材胀形同时提供所需的内压力和轴向进给”是一种实用的、可行的内补液增压式管材胀形新方法。(5)新开发的试验装置结构简单、操作方便、工作可靠,可用于管材的液压胀形及试验研究;根据试验装置工作时的受力模型推导的轴向力计算公式,可以用于指导选择管材液压胀形的动力设备和控制设备。本论文提出的内补液增压式管材液压胀形方法和所开发的管材液压胀形装置对管材液压胀形技术的应用推广具有指导意义,所研究的线性加载路径下管材的胀形规律为加载路径的深入研究提供了借鉴和指导。