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电磁成形是利用放电过程中，坯料上产生的洛仑兹力成形工件的一种高能率成形技术，可应用于航空、航天、汽车制造等领域。电磁成形时磁压力时空分布不均匀，单纯的解析法难以完整准确的表达磁压力时空分布的全景，因此无法准确求解电磁成形过程，这是阻碍电磁成形理论发展的一个重要瓶颈。本文采用松散耦合的方法，通过ANSYS/EMAG、ANSYS/LSDYNA模块分别求解电磁成形中的时变电磁场和结构场，这样可充分发挥两种模块在不同领域的优势，利用ANSYS/EMAG求解电磁场的准确性和ANSYS/LSDYNA计算高速变形的快速有效性，计算的结果优于解析求解与试验数据吻合的较好，说明松散耦合方法是目前计算电磁成形多场耦合问题的有效方法。通过电磁场求解给出了不同条件下管坯自由电磁胀形时磁压力的时空分布，这对于理解管坯自由电磁胀形时的变形行为给出直观的依据。 定义磁压力分布不均匀系数S为管坯端部和中部径向磁压力的比值，来表征磁压力不均匀分布的程度。结果表明随着管坯厚度和放电频率的增加，磁压力分布不均匀性降低。线圈长100mm时，根据S值的大小，将不同尺寸管坯的变形行为进行归类，给出了管坯均匀成形的条件和临界相对长度，并研究了线圈长度对临界相对长度的影响。 通过有用磁冲量的引入，分析了放电频率对管坯电磁成形的影响，给出了确定最佳频率的的方法，讨论了线圈与管坯间隙和线圈与管坯相对位置的影响，指出管坯电磁翻边的最佳位置。 讨论了结构参数对阶梯线圈电磁成形的影响，结果表明随着相对直径的增大，大径区的应变梯度减小，管坯中部的应变分布趋于均匀；过渡区应变增大且变形梯度略有增大；近单拉应变点由过渡区向小径区转移，当相对直径趋近1时，变为直螺线管线圈，近单拉应变点在小径区的端部。随着相对长度的增加，管坯中部相对均匀变形区间增大，工件中部主应变的绝对值增大，过渡区的应变梯度增大。试验结果和数值模拟的结果吻合较好，进一步验证了松散耦合法在求解电磁成形方面的有效性。 分析了组合线圈电磁成形规律，得到两个串联螺线管线圈电磁成形时磁压力的分布规律和变形规律，讨论了线圈间距和线圈匝数对组合线圈电磁胀形的影响，对改变线圈结构控制磁压力分布从而控制管坯的变形行为作了进一步研究，这为实现电磁无模胀形作了进一步的研究工作。 采用ANSYS/STRUCTURE模块，通过自定义的断裂准则对高速成形下材料的极限成形性能进行尝试性研究。分析表明材料的断裂应变随成形速度的增大而增大，这表明对于率不敏感材料，惯性是其塑性增强的首要因素，试验结果表明圆环的尺寸对电磁成形条件下的极限成形性能有显著的影响。 在有限元分析的基础上，通过不同尺寸管坯的电磁成形试验建立了高速成形条件下3A21铝合金和1060纯铝的成形极限线，提出了建立高速成形下材料成形极限线简便有效的试验方法。试验结果表明与静态拉伸相比，1060纯铝成形极限提高了224％，3A21铝合金提高了123%。