管材液压胀形成形极限图是一种定量评价管材液压胀形成形性能的方法，能反映管材液压胀形过程中胀形区达到破裂时的极限应变状态值。管材液压胀形成形极限图受应变路径等因素的影响而使得几何形状不稳定。因此，如何构建管材液压胀形成形极限图，并分析不同应变路径下的管材液压胀形成形极限图的结构特点，揭示应变路径对其影响规律是需要研究的问题。本课题通过理论分析、管材液压胀形极限破裂试验及数值仿真分析三者相结合的方法研究了管材液压胀形过程中胀形区单元体的变形行为，胀形区中截面潜在破裂节点与其相邻节点的等效应变速率变化情况，应变路径对管材液压胀形成形极限图的影响规律。具体研究内容为：（1）分析了管材液压胀形变形条件及胀形区的应力应变情况，通过理论计算出了管材液压胀形的极限载荷值。（2）建立了管材液压胀形系统的有限元模型，验证了有限元模型对中截面形状尺寸的计算精度和模拟失效的准确性。（3）提出了一种基于应变速率变化准则来构建管材液压胀形成形极限图的方法，并通过试验研究进行了验证，构建了管材液压胀形成形极限图。（4）揭示了应变路径的改变对管材液压胀形成形极限图的影响规律，论证了管材液压胀形成形极限图会随着应变路径的改变而具有不同的几何形状，会产生漂移现象。研究结果表明：（1）在同时受到轴向推力和内压力时，管材液压胀形通过改变轴向推力与内压力之间的匹配关系，可以得到不同的极限载荷的特性曲线。利用管材液压胀形过程中内压力与瞬时管材最大半径之间的关系，管材液压胀形过程中内压力与管材变形程度的关系作为评价指标，对管材液压胀形的成形性能做了定量的评价。（2）从管材胀形区中截面模拟结果与试验结果对比、管材达到破裂失效时的极限应变状态值对比和胀形区中截面节点的应变路径对比三方面，论证了有限元模型对中截面形状尺寸的计算精度和模拟失效的准确性。（3）通过数值仿真结果和试验研究结果一致证明，当管材液压胀形区中截面某节点与其相邻节点的应变速率值相差100倍左右时，管材就会发生破裂。通过提取临界应变速率下对应时刻的极限应变状态值并描绘到以管材轴向应变和环向应变为横纵坐标的坐标系中，构建了管材液压胀形成形极限图。（4）揭示了应变路径的影响规律：管材液压胀形成形极限图会随着应变路径的改变而具有不同的几何形状，会产生漂移现象。如果分段应变路径中的初始应变路径为单向拉伸，则管材液压胀形成形极限图向左上方移动，如果分段应变路径中的初始应变路径为等双向拉伸，则管材液压胀形成形极限图向右下方移动。本课题研究成果提供了一种构建管材液压胀形成形极限图的方法，揭示了应变路径的改变对管材液压胀形成形极限图的影响规律，对其他管材胀形方法的成形极限图具有一定的借鉴和指导作用。