管材液压成形(THF)技术具有生产成本低,零件质量轻、强度高等优点,是实现汽车轻量化的主要途径。管材脉动液压成形技术是采用具有一定脉动频率f和振幅ΔP变化的液压力作用于管材内部,使其发生塑性变形的成形技术,该技术作为THF研究中的一个新热点,有望成为提高管材成形性能的新技术。准确的管材塑性硬化模型对管材成形机理的分析具有重要影响,并且有限元模拟的结果精度很大程度上也取决于准确的管材塑性硬化模型。因此,本文对脉动液压成形时管材的塑性硬化规律展开研究具有重要的理论意义。本文中,(1)基于管材液压成形的受力条件、塑形增量理论、塑形变形功原理等,构建出管材液压成形的塑性硬化模型。(2)对SS304不锈钢管材分别进行脉动(多种频率和振幅)和非脉动液压成形(振幅和频率均为0)试验,获取管材胀形区的变形数据。(3)基于上述试验变形数据,分别对管材在脉动和非脉动液压成形条件下的塑性硬化模型定量化(确定塑性硬化模型中的参数)。(4)建立管材液压成形的有限元模型,分别将单向拉伸、脉动液压成形、非脉动液压成形三种条件下得到的管材塑性硬化关系作为材料模型,对管材脉动和非脉动液压成形过程分别进行有限元模拟,通过对比试验结果与模拟结果,来检验所构建出管材液压成形的塑性硬化模型的精度。(5)对管材脉动液压成形性及变形规律进行分析:分析了脉动参数对管材成形性和塑性硬化规律的影响,对比了脉动和非脉动液压成形时管材胀形区的壁厚、应变、应力等的分布规律,探讨了造成管材脉动和非脉动液压成形差异的原因。研究表明:(1)本文提出的方法无需对管材胀形轮廓进行假设,通过应变测量系统在线测量管材变形数据,很方便的确定出管材的塑性硬化关系。通过对比模拟结果与试验结果,证明本文建立的塑性硬化模型具有较高的精度。(2)通过对比脉动和非脉动液压成形管材破裂时胀形区的壁厚、周向和轴向应变、最大胀形高度等,证明脉动液压具有提高管材成形性的作用。(3)当频率f≤1.7 c/s时或振幅ΔP≤3.34MPa时,频率或振幅越大,则管材破裂时的最小壁厚越小、周向应变越大、轴向应变绝对值越小、最大胀形高度越大。而当频率f≥2.1 c/s或振幅ΔP≥3.92 MPa时,则是在频率和振幅的某种组合下能获得较好的管材变形程度,而非随频率或振幅的增加,管材成形性就越好;(4)脉动液压成形时管材的等效应力应变曲线具有不同波动现象,在分析脉动参数范围内,随振幅和频率的增大,管材等效应力应变曲线的波动程度越明显,等效应力应变曲线的高度也越高。(5)脉动液压成形时,管材胀形区不同位置的壁厚分布更均匀,且壁厚减薄量更大,周向应变量也更大,而轴向应变则更小。(6)管材脉动液压成形时内部液压力处于循环加载-卸载的状态,促进了管端材料的收缩,使胀形区材料得到了及时补充,从而提高了管材的成形性能。