焊缝管由于生产成本低、生产效率高、品种多和质量高等优势,在液压成形中的应用愈来愈多。焊缝管液压成形技术成为塑性成形领域中的研究热点。本文对焊缝管的材料特性,焊缝管液压成形的数值模拟建模方法、变形规律及力学特征进行了系统的研究。具体研究内容如下:基于焊缝管的基体、焊缝的拉伸机械性能和周向显微硬度分布规律,研究焊缝管热影响区不同位置材料本构关系的确定方法。基于基体、焊缝和热影响区本构关系及焊缝管液压成形特点,采用分片方式建立考虑焊缝和热影响区材料特性的焊缝管液压成形数值模拟模型,并与常规的模拟模型结果及实验结果进行对比,以检验本模型的精度。结合液压成形实验,研究不同管坯长度、加载路径和焊缝方位等成形条件下的焊缝管液压成形规律,重点分析轮廓形状分布、壁厚分布、极限压力和成形极限。结合塑性力学理论和有限元数值模拟结果,研究焊缝管液压成形力学特征,分析影响焊缝管液压成形性能的因素。研究结果表明:基于显微硬度分布规律来确定热影响区本构关系的方法有一定的合理性;焊缝管自由胀形后横截面轮廓形状不对称,周向壁厚分布不均匀,最小壁厚位于邻近基体的热影响区内;焊缝管T形胀形,焊缝位于非胀形区时的最小壁厚、极限压力和成形极限均大于焊缝位于胀形区时的相应值;焊缝管自由胀形时,焊缝和热影响区处于双拉一压应力状态,愈靠近基体,周向拉应力愈大;焊缝管T形胀形时,焊缝和热影响区处于双拉应力状态,愈靠近基体等效应力愈小。根据焊缝管热影响区不同位置流动应力不同的特点建立的模拟模型,在预测管材液压成形的极限压力、壁厚分布、潜在破裂位置等方面,较其他模型更接近实际。本研究获得的主要创新点为:用一个简单的数学函数来描述焊缝管周向显微硬度分布规律,提出基于显微硬度分布规律构建热影响区材料本构关系的方法,采用分片方式,建立了考虑焊缝和热影响区材料特性的焊缝管液压成形模拟模型。研究成果对焊缝管液压成形技术的深入研究和推广应用具有一定的借鉴和指导作用。