铝、镁等轻质合金薄壁构件由于轻量化效果好得到了广泛的应用,但室温下铝、镁等轻质合金材料塑性较低,在液压成形过程中极易产生破裂等缺陷。因此,本文提出基于选区加热预制有益皱纹管坯的方法,并进行起皱管坯的内高压成形实验研究。研制了选区加热预制有益皱纹管坯的起皱实验装置和起皱管坯液压成形实验装置,分析了非均匀温度场中5052铝合金薄壁管坯多个皱纹的起皱规律和起皱管坯的液压成形规律,揭示了管坯在非均匀温度场中的失稳起皱机制,获得了三凸起变径管,为后续工业应用提供了理论与技术支撑。研制出选区加热与轴压和内压联合加载预制有益皱纹管坯的实验装置,对5052铝合金管坯进行了起皱实验。研究了非均匀温度场中5052铝合金管坯在不同工艺参数条件下预制单个和多个皱纹过程中的失稳起皱行为;利用Gauss Amp函数对皱纹的几何轮廓形状进行定量分析,建立了相关的数学函数表达式;对管坯起皱过程进行力学分析,探究了皱纹区域管坯的轴向壁厚变化率。结果表明,退火态管坯在275℃及以上时在起皱区域最高温度处形成皱纹;当支撑内压为5.5 MPa时可以获得壁厚变化率最小和分布最为均匀的起皱管坯;在一定的起皱温度、支撑内压、轴向压缩量和起皱位置间距下,5052铝合金管坯可在管坯不同位置处形成多个轴对称皱纹,且形成过程中皱纹之间相互没有影响。搭建了起皱管坯液压成形实验装置,对5052铝合金管坯进行了自由胀形和内高压成形实验。研究了原始管坯和起皱管坯在不同胀形区长度条件下的胀形性能,分析了管坯在自由胀形过程中的破裂压力、胀形后试件的极限膨胀率、外轮廓形状和轴向壁厚分布规律;探索出成形三凸起变径管所用的有益皱纹管坯的最佳起皱工艺参数,成功获得三凸起变径管。结果表明,皱纹的存在极大地提高了5052铝合金管坯的极限膨胀率,与原始管坯相比,无支撑内压时获得的起皱管坯,其极限膨胀率从6.29%提高到25.39%;利用起皱工艺参数为250℃,4 mm,5.5 MPa/350℃,10 mm,2 MPa/400℃,6 mm,1.33MPa的三皱纹起皱管坯可以成功制取出三凸起变径管,三个凸起的最大膨胀率依次为21.1%、43.4%、32.9%。