电磁成形是通过洛伦兹力实现工件塑性变形的一种特种能场成形制造技术,可显著提高材料的成形极限、降低残余应力和回弹等,在铝合金等轻质合金成形制造领域具有重要的应用前景。在已有的研究中,线圈是电磁成形系统的核心部件,其产生的脉冲磁场在金属工件中以电磁感应的方式形成涡流和洛伦兹力。然而,成形过程中的强磁场、高电压、大电流等运行工况导致线圈中承受高冲击机械载荷和热载荷,进而使得电磁成形能力因线圈寿命问题而受限。此外,现有电磁成形技术在绝大多数场合都属于非匀压力成形,在一定程度上限定了其应用范围。针对上述问题,本文以1060-H24铝合金板件为研究对象,结合数值分析和实验研究,开展了无线圈通流式电磁成形技术研究,系统探究了不同电磁和结构参数下工件的变形行为,并发展了基于脉冲升流器的全新通流成形技术,相关研究对于拓展电磁成形技术及应用具有重要的现实意义。主要研究内容和成果如下:首先,在数值模型研究方面,基于LS-DYNA建立了1060-H24铝合金板件通流成形系统的电路-电磁-结构场三维耦合数值模型,充分考虑了板件间电磁耦合作用及变形过程对放电电流和电磁力的影响,并分析了电磁求解步长和矩阵更新频率等设置对求解精度的影响。同时,搭建了通流成形实验系统并对比了仿真和实验中的电流曲线和成形高度,结果表明吻合度较好,验证了仿真模型的正确性。其次,在通流成形行为研究方面,开展了单拱和多拱模具下板件的动态成形过程及变形均匀性调控研究。单拱和多拱成形的数值和实验结果表明,通流成形可以在金属板件上产生均匀的洛伦兹力分布,实现匀压力成形;由于线路阻抗的存在,板件长度或拱形数量的增加对放电电流和成形量影响较小,从而可通过降低线路阻抗或者增加板件数量来提高成形效率。同时,通过仿真进一步探究了板件电流频率和电导率对成形均匀性的影响,结果表明在相同放电能量条件下,随着电流频率的降低,板件成形高度的横向不均匀度逐渐降低并最终趋于不变,同时板件成形高度先升高后降低,存在最优电流频率使得成形效率最大;板件横向不均匀度随着板件电导率的升高逐渐变大,而板件成形高度变化较小。最后,提出并研发了基于脉冲升流器的板件通流成形系统,以降低对开关、电源等核心部件通流能力的需求。通过Comsol Multiphysics有限元仿真软件建立了脉冲升流器的二维轴对称多物理场全耦合模型,详细分析了绕组匝数、升流器结构尺寸等对输出电流幅值和升流系数的影响,在此基础上,提出通过提高升流器半径来降低负载阻抗对带载能力的影响。副边短接测试实验结果表明,所研发的脉冲升流器副边电流幅值达96.5 k A,升流系数为29.6。此外,将该升流器应用于通流成形实验,发现升流器可以提高通流成形的能量利用率,且成形效率受线路电阻影响小。