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超塑性成形／扩散连接（简称SPF／DB）工艺，是航空航天领域成形研究的重要内容之一。钛合金多层板结构由于其良好的结构形态、较轻的零件重量和简化的零件数量，一直以来是SPF／DB工艺应用的重点。目前钛合金SPF／DB工艺虽已进入使用阶段，但根据航天科工306所以及航空625所在试件研制过程中遇到的问题，成形质量和稳定性有待提高，针对多层板工艺参数和成形质量的研究仍需深入，具有理论参考价值的成形工艺研究仍是目前的急需。 有限元方法作为成形方法的辅助分析工具，可以简化繁琐的试验，以直观的方法得到对实际成形具有参考性的结论。本文围绕钛合金多层板SPF／DB的关键问题，以实际工艺与试验为基础，通过有限元软件ABAQUS对其进行了研究和探讨。 本文首先讨论了超塑性成形和扩散连接的原理和力学特性，继而讨论了超塑性成形过程中的影响因素、变形机理和组织变化；然后对钛合金弹翼四层板超塑性成形／扩散连接结构件的结构特点以及尺寸进行了研究，同时对其工艺流程做了概述。 在理论和试件工艺的基础上，本文利用ABAQUS／Standard，将成形过程的应变速率（?）、应变速率敏感性指数m以及成形压力加载方式P-t曲线综合考虑，通过控制成形过程的（?），求算成形过程优化压力加载控制曲线。通过对单孔超塑性和四层板夹层结构SPF／DB成形的数值模型分析，得到了数值模拟下的优化载荷控制曲线、成形质量和成形厚度分布。对比应变速率对成形的影响，证明10-3s-1为最佳成形应变速率。 文章最后对试验方案以及工艺方法进行了设计，通过试验验证，分析了扩散连接影响因素，确定了扩散连接优化工艺参数。对比了数值模拟和实际优化试验的成形质量、厚度分布、成形时间等，结果表明二者吻合较好，数值模拟结果可靠。同时，通过基于优化载荷控制成形的结果和原有成形方式结果的对比，证明本文对钛合金多层板的SPF／DB工艺可行，达到了预期要求。