利用内高压成形工艺制造的自由翻转吸能盒具有比吸能大和能量吸收平稳的优点。通过使用自由翻转吸能盒,可以提高保险杠总成的碰撞吸能特性,降低车辆的维修费用。本文以自由翻转吸能盒为研究对象,对其内高压成形过程和自由翻转吸能过程进行了理论分析。针对自由翻转吸能盒内高压成形过程中存在的成形压力较高,成形后吸能盒吸能形式不稳定等问题,对现有内高压成形工艺进行了改进。并对自由翻转吸能盒的结构和工艺设计方法进行了总结。参考国内外对圆管内高压成形工艺和圆管自由翻转吸能的研究成果,利用有限元分析软件ABAQUS,研究了自由翻转吸能盒结构参数和内高压成形工艺参数对自由翻转吸能盒吸能特性的影响。分析结果表明:自由翻转吸能盒胀形区直径和过渡区成形阶段的轴向进给量,对吸能盒的吸能形式有很大影响;自由翻转吸能盒非胀形区壁厚和直径,对吸能盒的翻转力有很大影响。在上述研究的基础上,将自由翻转吸能盒应用于保险杠总成的改进。分别以提高保险杠总成的碰撞吸能特性和减小保险杠总成的质量为改进目标,设计了两种自由翻转吸能盒。利用有限元求解程序LS-DYAN,对改进后的保险杠总成的低速碰撞特性进行了有限元仿真分析。仿真结果表明,前一种方案在吸能盒质量减轻9.5%的情况下,能够使保险杠总成的总吸能量提高28.6%;另一种方案在保证保险杠总成的总吸能量不变的情况下,能够使吸能盒的质量减轻34.3%。