BR1500HS是一种热成形专用的高强钢材料,由BR1500HS材料无缝焊接而成的钢管广泛应用于汽车防撞框架结构中,能够在确保汽车轻量化、高强度的前提下实现节能减排的目的。传统高强钢管的弯曲强化过程是将成形阶段与感应淬火阶段分离,冷弯成形过程柔性差且易受模具的限制。因此掌握BR1500HS高强钢管无模热弯曲成形技术,获得管材几何参数和工艺参数对成形性能的影响规律对指导高强钢管材零件的设计与加工具有重要意义。基于BR1500HS高强钢材料的等温拉伸试验,建立了不同温度下材料流动应力与应变量及应变速率之间的相互作用方程,为数值计算过程中参数的设定提供理论依据。通过计算得到了高强钢管感应加热过程中磁感应强度分布状态,并对感应线圈及高强钢管无模热弯曲装置进行了设计。依据管材弯曲变形的平面假设和塑性变形理论,对高强钢管无模热弯曲成形过程中三向应力应变分布状态进行推导,获得了受弯矩和摩擦力共同作用下管材的三向应力应变状态表达式。基于最小能量法获得了塑性变形能和管材临界起皱极限之间的关系,提出了预测管材变形时内壁临界起皱的条件表达式,根据应力应变表达式和起皱预测公式研究了影响高强钢管无模热弯曲成形性能的相关因素。利用ANSYS和ABAQUS对高强钢管无模热弯曲成形过程进行顺序耦合仿真,借助ANSYS获得磁感应强度与温度的节点信息并联合ABAQUS进行热力学计算,研究不同几何参数和工艺参数对管材截面椭圆度、回弹角度以及起皱极限的影响规律。进行了BR1500HS高强钢管无模热弯曲成形试验,获得了不同几何参数和工艺参数对截面椭圆度以及回弹角度的影响规律,并与数值仿真结果进行比较,二者符合程度较好,椭圆度的平均相对误差小于15.18%,实际弯曲角度的平均相对误差小于0.95%,验证了数值仿真模型的准确性。