相较于传统冲压、焊接技术的成品,液压成形技术的成品具有整体质量轻、刚度强、强度高等特点,因此液压成形技术在航天、汽车等领域的应用也愈加广泛。液压成形技术的本质是流-固耦合问题,但DYNAFORM等液压成形仿真软件,在仿真过程中仅对管坯内壁施加均布载荷,不能真实反应管坯内部流场特性情况,而利用流-固耦合数值计算方法可以将成形过程中管内的流场信息进行输出,反映流场流速、压力衰减、压力波动等因素与管坯成形质量之间相互作用关系。所以相对于DYNAFORM等软件,利用基于流-固耦合数值计算方法的MSC.DYTRAN软件可以更为真实地反应实际成形情况。本文通过实验与仿真相结合的方式,并基于流-固耦合数值计算方法进行液压成形研究。首先,自行设计并搭建矩形截面管液压成形实验平台,进行矩形管的液压成形实验,再将DYNAFORM软件的仿真结果以及基于流-固耦合数值计算方法的MSC.DYTRAN软件的仿真结果与实验结果进行对比分析,验证有限模型和流-固耦合数值计算方法的正确性和贴近性;然后,为分析不同加载方式对矩形截面管成形质量的影响规律,在原有液压成形实验平台内加入脉动压力产生系统,进行脉动加载矩形管液压成形实验,对比两种加载方式下成形质量的优劣,并通过仿真讨论分析脉动振幅、脉动频率和脉动波形等参数对矩形截面管成形质量的影响规律;最后,基于流-固耦合数值计算方法建立汽车车身横梁的有限元模型,设置边界条件,根据理论公式计算成形参数,分析成形压力、加载方式、脉动振幅、脉动波形等关键参数对车身横梁成形质量的影响规律。实验与仿真结果表明,适当脉动频率可以增加成形结果的壁厚均匀性;相对传统加载方式,脉动加载可以提高目标管件壁厚,提高矩形截面管的成形质量;脉动振幅越大,管坯的壁厚均匀性越好;脉动加载方式下,降压时段越长,管件产生伪回弹的时间越长,管件壁厚均匀性越好;压力值达到200MPa时,车身横梁已完成贴模,压力继续增加,管件壁厚反而下降;横梁成形过程中,管内流速会因为管件弯曲变形而发生流速的增大;脉动加载相较于传统加载可以提高车身横梁的壁厚均匀性,提高管件成形质量。本文搭建了两套液压成形实验平台,并完成了矩形管的液压成形实验,通过实验与仿真结果对比,验证了流-固耦合数值计算方法的正确性,通过两种仿真软件的仿真结果对比,验证基于流-固耦合数值计算方法的仿真结果更为贴近实际,再次基础上基于流-固耦合数值计算方法对汽车车身横梁进行仿真分析,为汽车车身横梁液压成形技术的实际应用提供参考与指导。