汽车轻量化是目前汽车行业发展的重要趋势,其中结构轻量化通常采用“以空代实”,对各个截面形状及厚度进行优化,在保证零件强度的同时减轻重量。结构轻量化同时也会导致构件的截面形状复杂,成形这种复杂中空构件传统采用冲压后焊接的方法,由于材料利用率低且零件性能差,越来越多采用内高压成形技术来生产这种复杂中空构件,但内高压成形存在易破裂、成本大的问题。充液压形技术相比内高压成形技术可以大大降低成形成本和抑制破裂,但不能生产出沿轴向不同截面周长的构件。有学者采用充压镦形技术成形复杂薄壁构件,既能解决内高压成形易破裂的问题,又可以通过截面压缩得到沿轴向不同截面周长的构件。但由于镦形过程中的截面压缩作用,容易产生起皱缺陷,目前对于复杂截面中反曲率段失稳机制的研究存在空白。因此,本课题主要研究反曲率薄壁构件充压镦形过程中反曲率段的失稳特征。本文深入研究了充压镦形工艺中反曲率段的塑性失稳和变形行为。构建复杂对称截面几何模型,通过静力准则求得反曲率段不发生起皱的平衡方程并得到其临界内压解析公式,与通过能量准则求解的反曲率段临界内压解析公式相比较,确定了反曲率段失稳的原因,以及其失稳类型为运动失稳。再结合由充压镦形应力应变模型得到的环向力和环向应变的分布方程,得到合模位移和反曲率段临界内压的关系,并解释了该复杂对称截面几何模型中反曲率圆弧段最容易发生失稳的原因。结合理论、有限元分析和实验研究了不同参数对于临界内压加载路径的影响规律。揭示了反曲率圆弧半径2越大,临界内压越小;反曲率圆弧段圆心角2、正曲率圆弧段半径1只是较小程度的影响了环向力和环向应变的分布,对临界内压影响较小;摩擦系数越大,材料越难以脱离模具,所需临界内压越小;材料强度越大,产生相同压缩量时,所需环向力越大,临界内压越大;反曲率圆弧段位于侧模时,反曲率段受到环向力越大,所需临界内压越大。在对复杂对称截面反曲率段失稳特征研究的基础上对复杂不对称截面进行失稳分析,通过理论推导比较复杂不对称截面不同位置内压加载路径,证明了反曲率圆弧段最容易发生起皱。并假设A柱成形时各截面为平面应变状态,忽略剪切应变,分析A柱特殊截面不起皱的工艺参数,成功指导A柱成形,理论值与实验值误差在7%左右。因此,对于反曲率段失稳特征的研究对于反曲率薄壁构件的成形有重要的意义。