随着超塑成形（SPF）和扩散连接技术（DB）的发展，SPF/DB技术已经成为推动航空、航天结构设计理念发展的一种重要技术，其在提高飞行器性能、减轻构件重量、降低制造成本等方面有着传统制造工艺无法替代的优越性。SPF/DB技术制造的多层板结构在飞行器上的应用越来越广泛，但是在实际生产中仍存在一些问题亟待解决，其中比较常见的是成形后构件壁厚变薄不均匀问题。本文针对四层板SPF/DB芯板超塑性成形为盒形件过程中的材料流动规律进行研究，主要研究内容如下：（1）运用拉伸速度突变法对TC4超塑性能进行测试，得到应变速率敏感系数m值。（2）利用MSC.MARC软件选择对TC4盒形件一步超塑成形过程进行数值模拟，得到优化的加载曲线，并以此为依据进行实验，成形出不同标定压力下的零件；通过实验与仿真结果的外形及厚度对比，验证了有限元模型的合理性，并发现八节点壳单元的模拟精度更高；结合实验与仿真，总结盒形件一步超塑成形材料流动规律。（3）基于上述材料流动规律，对盒形件正向预成形工艺进行探索性研究。通过MSC.MARC软件对两步超塑成形过程进行了有限元数值模拟，分析预成形模具形状对材料流动规律的影响，优化预成形模具形状，得到使盒形件成形厚度分布均匀性得到提高的合理预成形模具形状，并据此加工出模具进行两步成形实验。