身管锻造成形过程中,其壁厚方向变形的均匀性是评价身管成形质量的重要指标。为了制造出性能更加优异的身管,需要对身管壁厚方向材料变形不均匀性进行研究。本文以某型号自动步枪身管为研究对象,开展如下研究:应用有限元软件ABAQUS建立身管径向锻造对称有限元模型,通过与三维精锻模型计算得到应力分布状态及锤头锻压力实测值对比,验证了二维轴对称模型的准确性;根据此模型对精锻过程壁厚方向等效塑性应变和剪切应力状态进行详细分析,分析得出:精锻后,身管壁厚方向存在明显的变形不均匀性,造成身管壁厚方变形不均匀的原因主要有两方面,其一是:身管锻造成形区壁厚方向等效塑性应变不一致,造成材料的硬化程度不一致;其二是:径向锻造过程中,身管壁厚方向中间层和外表层存在较大剪切应力,剪切应力的存在会形成剪切织构,进而弱化材料的强度性能。以上述分析结果为基础,通过单一变量法进一步分析工艺参数对身管壁厚方向等效塑性应变和中间层剪切应力分布的影响;为改善锻后身管壁厚方向的变形不均匀性,以平均等效塑性应变波动系数α和平均剪切应力波动程度β为评价指标,结合正交试验设计、灰色关联分析法和主成分分析法得到优化的锻打工艺方案。为准确评估精锻工艺对身管壁厚方向力学性能的影响,采用标准拉伸试验和自设计横向胀形试验分别测定量身管材料纵向和横向力学性能;通过对比锻造成形前后身管壁厚方向的力学性能发现:锻后身管壁厚方向材料存在明显的力学性能梯度,强度表现为外表层数值最大,中间层和内表层较低,延伸率表现为内表层数值明显低于中间层和外表层材料;去应力后,身管材料的力学性能得到恢复,但横向延伸率恢复不明显,且各层材料力学性能仍然存在一定差异,其分布规律与去应力前相似。为进一步分析锻造残余应力对身管使用性能的影响,通过大量的模拟,得出身管壁厚方向变形不均匀后产生的残余应力对身管径向尺寸精度的影响;并建立带有残余应力的身管在膛压作用下的动态响应,分析了残余应力对身管壁厚方向动态应力的影响规律。