薄壁管材因为质量轻、刚度高的特点,被广泛应用于航空航天、汽车工业和船舶等工业生产中。在科技的发展下,对薄壁管材的成型厚度和弯曲质量提出了更高的要求。薄壁管材在生产过程中,容易出现管材外侧壁厚减薄,甚至开裂,内侧失稳起皱,截面变化以及回弹等问题。同时,对于空间薄壁无直线段连续弯管件,一道弯会对二道弯产生应力干涉,易出现二道弯成型质量的破坏。在实际生产中,多采用试验的办法研究成型因子对成型质量的影响,造成效率低、研究周期长。本文在基于大型显式动力学分析软件ANSYSLS-DYNA的基础上,采用数值模拟方法对外径为37.4mm、壁厚为1mm的空间多弯管件进行了研究,并进行对比实验验证。本文的主要工作和成果如下:(1)针对本文研究对象的特点,研究建立合理有效的管件弯曲成型的数值分析模型。基于ANSYSLS-DYNA显式动力学分析软件,分别采用实体单元和壳单元,对外径为33.7mm、壁厚为3mm管件的弯曲成型建立数值模型进行可靠性分析,并进行管件的弯曲对比实验,得到了适合研究对象的数值分析模型。(2)提出一种球窝节链式芯棒的建模方法。针对球窝节链式芯棒的实体接触形式建模的计算量大,提出了一种采用以橡胶作为连接单元,芯头的其他部分采用刚体来模拟球窝节链式芯棒的建模方法。对比常用的实体接触形式的建模计算表明,该建模方法可以真实地反映管材弯曲时芯头的运动状态,验证了方法的有效性和可靠性。(3)研究了薄壁管的工艺参数和模具结构参数对弯曲成型质量的影响。以外径为37.4mm、壁厚为1mm的薄壁管为研究对象,建立了数值分析模型,研究了弯曲成型因子包括芯头的个数、芯棒的伸出量、芯头的厚度、各成型模具和管材之间的间隙以及弯曲速度对成型质量的影响,并通过分析得到了成型高质量管件的成型参数。(4)研究了空间无直线段连续弯的冷弯曲成型技术。对空间无直线段连续弯180°和90°的弯曲工艺进行研究,提出了一种带自锁装置的夹紧模,改变了二道弯曲时夹紧模与管材之间的接触方式,对比传统夹具,空间无直线段连续弯管件弯曲质量有所提高。并基于回弹补偿方法,进行了择优对比分析,研究了芯头个数对弯曲质量的影响,获得了空间多弯管件成型的较佳条件。(5)弯曲实验。根据数值分析结果,设计并加工弯曲模具,进行弯曲实验。实验结果表明,采用本文提出的带自锁装置的夹紧模,再结合合理的成型工艺参数,获得了减薄率、增厚率、截面畸变率符合要求的高质量的空间连续弯管件。并验证了本文关于空间连续弯曲成型数值仿真的有效性。这对指导实际的弯曲成型加工及数控弯曲机的研发具有重要意义。