空心变截面构件的设计与使用是实现轻量化的重要途径。针对截面周长变化不大的薄壁管件的成形,目前较为成熟的工艺有压力顺序成形和充液压形,两种工艺均是使用液体作为填充压力介质支撑管壁,不可避免的会出现成形过程中压强波动大和密封困难等问题。针对该问题,提出了将气液混合物作为填充压力介质以支撑管壁的压制成形方法。首先,本文针对圆形截面管压扁和压方两种典型的压制成形过程,进行各个阶段的几何分析和受力状态分析。确定了垂直方向和水平方向复合加载或顺序加载的圆压方成形过程中,管材体积与下压量的关系表达式;进行了不同约束条件下管材的受力状态和应力状态,得到等效应力最大的位置为圆角与直线段的过渡点。其次,针对纯液体、纯气体、气液混合三种填充压力介质,推导其压缩模型并进行压缩特性对比,气液混合介质压缩曲线的可调性更优;将纯气体以及气液混合两种填充压力介质的压缩曲线与前述典型压制成形过程的几何分析相结合,得到采用纯气体、气液混合两种填充压力介质进行压制成形时的“支撑压力-下压量”曲线。针对气液混合介质压缩曲线,得到工艺参数窗口的确定方法;对压缩曲线进行了灵敏度分析,初始气体所占体积比的偏差对压强的影响较大,在进行工艺参数选取时,初始气体所占体积比越大,其偏差所引起的压强波动越小。再次,针对气液混合流体压力成形在模拟时需要将管内压强与管材形状进行耦合的特殊性,开发了人工模拟以及半自动模拟两种方法,模拟得到的结果一致;应用开发的模拟软件进行不同填充压力介质以及不同初始条件的圆压方成形,对比成形结果可得到结论:成形相同的零件,气液混合流体压力成形的工艺参数窗口更大,可调节范围广,成形条件要求低于纯气体或纯液体压力成形;在相同的初始压强条件下,气液混合流体压力成形能够获得不同的加载曲线。最后,针对变截面管件的成形进行零件分析与方案设计,通过模拟选择合适的加载曲线,确定了使用气液混合流体压力成形工艺进行成形的工艺参数;开发出气液混合流体压力成形的专用装置,能够实现气体和液体的输入及密封,实时检测管内压强,获得“压力-下压量”曲线,模具能够在压力建立及成形过程中固定管材,防止轴向移动和两端翘起;进行了变截面管的成形实验,将实验结果与模拟进行对比,壁厚分布一致。