金属弯管件具有高强度、轻量化的特点，在航空航天、汽车、轨道交通等领域应用广泛。随着制造业的高速发展，人们对弯管的性能提出了更高的要求。有限元数值模拟方法可准确预示管材弯曲成形性能，辅助成形工艺的改进，节约时间成本和经济成本。但增量有限元法需完备的模具信息，且操作复杂、求解时间较长，在管路系统设计初期适用性较差。
　　本文提出一种基于全量理论的管材弯曲一步逆成形有限元法。该方法以直管坯为初始构形，已知的弯管件为最终构形，将成形过程视为比例加载，根据虚功原理建立起全量理论的有限元平衡方程，并在一个大步长内进行迭代求解，预示出弯管件的厚度及应变分布。考虑到成形过程中的弯曲效应，采用 DKT12 壳单元划分网格，推导了单元刚度矩阵及节点内力。基于一步逆成形法求得的节点位移，利用隐式算法模拟了弯管回弹。
　　重点研究了管材弯曲一步逆成形的初始解预示技术：首先通过自主开发的针对弯管件的规则化网格生成算法，根据弯管件的关键几何信息自动建立网格模型；然后引入保形参数化方法求解初始管坯的节点位置；最后采用基于线弹性反向变形的网格光顺算法调整节点位置，得到高精度初始解。
　　根据以上理论自主开发出管材弯曲一步逆成形程序，对空间弯管和螺旋管进行了一步逆成形模拟，并与LS-DYN A、ABAQ US/Exp lic it的仿真结果及试验值对比，验证了该程序的高精度和高效性，同时说明了管材弯曲一步逆成形法具有工程应用价值。