电磁成形技术是目前突破传统轻质铝合金成形制造工艺缺陷的极具潜力的技术之一。但是,电磁成形过程是一个由电磁场、结构场、温度场等多物理场耦合作用下的物理过程,其成形过程复杂,材料在多场作用下,其变形性能也得到改变,其成形机理十分复杂。而电磁胀环是一种可视为处于环向单向拉伸状态的电磁成形过程,其结构高度对称,各物理场分布均匀,分析难度较小。因此,本研究基于电磁胀环实验,对电磁胀环过程当中各物理场的相互耦合进行分析,并建立电磁胀环有限元仿真模型,对电磁胀环过程当中的关键物理量——金属环工件涡流、金属环工件高速变形的径向位移搭建测量系统并进行测量。本文选用电磁胀环作为研究模型,对电磁成形过程中,电磁场、结构场、温度场等多物理场的耦合作用进行了分析。对电磁胀环实验平台的驱动电路进行了建模,对成形线圈和金属环工件的电磁过程进行了分析,对金属环工件的受力过程和运动状态进行了简化分析,对电磁成形过程的热能来源以及温度变化对材料的影响进行了探讨。然后利用COMSOL Multiphysics多物理场建模与仿真软件对电磁胀环模型进行了2D轴对称建模,对电磁胀环过程进行了数值模拟分析。在电磁胀环过程中,由于成形线圈中的电流变化而在金属环工件中产生了感应电流,从而使得金属环工件受到了相应的电磁力作用。对该感应电流的测量对于分析金属环工件在高速变形中的受力和应力应变十分重要。由于任何物理接触都会对金属环工件中感应电流的产生影响,而罗科线圈又是一种良好的非接触式电流传感器,因此,本文提出了一种基于罗科线圈的间接测量法对金属环工件中的感应电流进行测量,并分析了其测量原理,设计了一套基于该原理的的涡流测量系统,使用间接测量法所需要的罗科线圈进行了电磁胀环涡流测量实验,并将实验结果与有限元仿真结果进行了对比。针对电磁成形过程中,金属工件高速变形行为研究中的位移测量难题,本文提出了一种基于电磁探针的电磁胀环高速位移测量方法,并分析了其测量原理,设计了一套基于电磁探针的高速位移测量系统。通过测量金属环工件中的感应涡流在电磁探针中产生的磁通量,获得了金属环工件感应涡流的磁场分布。利用金属环工件在膨胀过程中,当工件通过同轴心分布的电磁探针时,其相应电磁探针中磁通量为零的特点,搭建了有多个电磁探针的测量板,测量得到了金属环工件的实时位移曲线,并同时使用了高速摄像机测量以验证该方案的有效性,结果得出两者测量结果趋于一致。该高速位移测量方案为电磁成形过程中金属工件高速变形行为的研究提供了一种有效、简洁的测量手段。