轻量化是航空航天、汽车等领域提高运载器件承载极限能力、实现节能减排的重要途径,采用轻合金材料是实现轻量化的主要途径之一。然而,轻合金板在室温下成形塑性较低,采用传统的加工工艺进行加工效果并不理想。电磁成形技术是一种高速率成形方法,能大幅改善金属成形性能,有望成为替代传统加工技术加工轻合金材料的新兴技术。然而,传统电磁成形驱动线圈强度差,产生的工件电磁力有限。为此,本论文将脉冲强磁场技术应用于电磁成形,能提高驱动线圈磁场强度和机械强度,发展为脉冲强磁场成形制造技术。围绕脉冲强磁场成形技术,开展了工件电磁力、运动工件的电磁感应过程、动态电磁结构耦合、系统优化及成形实验等方面的基础理论和实验研究。工件电磁力是工件变形的载荷,其大小分布直接影响到工件的变形行为及成形效果。研究表明,工件受到的电磁力由两个分量合成：驱动线圈对工件的电磁力和工件对其自身的电磁力,并由此修改了脉冲强磁场成形平均电磁压强估算公式。脉冲强磁场成形过程中,主电路变化的电流产生的感生电动势及工件运动切割磁力线产生的动生电动势共同决定了运动工件中的涡流分布,进而影响到工件的电磁力和成形速度。论文首先分析了动生电动势对脉冲强磁场成形系统的影响,指出正是因为动生电动势,才实现了脉冲强磁场成形过程中电能与动能的相互转换。然后以平面螺旋线圈驱动工件的加速过程为物理原型,重点研究工件位移和动生电动势对成形速度的影响。当成形速度较小(小于100m/s)时,工件位移对成形速度几乎没有任何影响,动生电动势占主导作用；当成形速度较大(大于200m/s)时,工件位移与动生电动势同时影响成形速度。研究表明,分析脉冲强磁场成形过程时,必须考虑动生电动势对成形速度的影响。论文在系统介绍脉冲强磁场成形电磁结构耦合物理过程的基础上,分别采用松散耦合法和顺序耦合法两种电磁结构有限元模型,分析了管件及板材脉冲强磁场成形的变形行为。板材脉冲强磁场成形时,因工件约束不对称和电磁力分布不均匀,板材自由成形贴模性差。为此,提出了脉冲强磁场驱动成形技术,详尽地阐明了脉冲强磁场驱动成形的优势。实验表明,脉冲强磁场驱动成形能有效提高脉冲强磁场成形效率,解决贴模性差的问题,是一项具有发展潜力的成形技术。基于以上理论分析,论文提出了一套脉冲强磁场成形系统优化方案,优化设计了驱动线圈的几何尺寸、脉冲强磁场成形系统放电脉宽及驱动线圈强度等。设计中,兼顾了工件获得的电磁力与线圈本身的强度两个方面,引入了线圈能力系数,优化了脉冲强磁场成形系统的加工能力；分析了线圈电感对脉冲强磁场成形的影响,确定了线圈的匝数；采用脉冲强磁场分层加固技术,加强了线圈的机械强度,实现了高强度驱动线圈的设计。对比实验表明,高强度驱动线圈能有效提高脉冲强磁场成形系统的加工能力。作者在国家脉冲强磁场科学中心(筹)搭建了一套25kV/200kJ脉冲强磁场成形装置,并开展了相关脉冲强磁场成形实验研究。脉冲强磁场成形方面,研究了管材胀形、平面螺旋线圈自由胀形、成形极限及电磁塑性流动等实验。其中,塑性流动成形实验首次实现了20mm的电磁塑性流动成形区域,为今后电磁板材研究提供了必要的实验基础。脉冲强磁场驱动成形方面,研究了塑性拉深、翻边、冲孔及薄板多孔加工等实验,验证了脉冲强磁场驱动成形的工业应用前景。论文最后总结了上述研究成果,提出了脉冲强磁场成形未来的发展方向。