空间变曲率金属管件在核电、航空航天、船舶、车辆等领域有着广泛应用,管件弯曲回弹现象是影响管件加工精度的主要因素之一。本文通过对回弹现象进行分析,对定曲率和空间变曲率金属管件回弹预测模型进行了深入研究,并建立了空间变曲率金属管件弯曲回弹预测和补偿的数值求解方法。并以回弹预测模型为基础开发了金属管件弯曲成形回弹预测系统,进行了应用验证。本文内容主要包括:第一章介绍了金属管件特别是空间变曲率金属管件的应用背景,分析了金属管件弯曲成形中的回弹问题。综述了国内外金属管件弯曲成形技术以及回弹预测技术的研究现状。最后介绍了本文的研究内容和组织架构。第二章从金属管件弯曲回弹现象和受力分析两方面对定曲率金属管件弯曲回弹进行理论分析,并求解得到理想定曲率金属管件回弹预测模型。通过对理想回弹预测模型的误差分析对模型进行改进,从而提高了模型回弹预测的精度。最后通过对定曲率金属管件弯曲实验验证回弹模型以及数值模拟仿真结果的准确性。第三章考虑金属管件受弯扭结合力的情况,将定曲率金属管件回弹预测模型推广至空间变曲率金属管件弯曲回弹预测中,得到回弹前后管件中心轴线曲率挠率映射函数。最后结合空间曲线Frenet标架,建立了空间变曲率金属管件回弹预测模型。第四章针对不同曲线特点,利用微分方程数值解法求解空间变曲率回弹预测模型中的微分方程组,并对比分析了对不同曲线特征和精度要求各数值解法的应用。通过结合空间变曲率回弹预测模型计算结果以及回弹前后曲率挠率反函数,实现了对空间变曲率金属管件的弯曲补偿量计算。最后通过数值仿真试验验证了空间变曲率回弹预测模型数值计算方法和基于该模型的弯曲补偿量计算的准确性。第五章根据本文提出的定曲率和空间变曲率金属管件回弹预测模型,开发了金属管件弯曲成形回弹预测系统,详细介绍了系统中的相关模块,并分别对定曲率和核电小反应堆热交换螺旋管件进行应用验证。第六章对论文的主要研究工作和创新成果进行了总结,并对需要继续深入研究的地方进行了展望。