粘性介质压力成形作为一种近年来发展起来的板材软模成形方法,已经在航天等领域得到了较好的应用。由于粘性介质压力成形过程板材与粘性介质耦合变形特点,借助有限元分析方法进行分析是十分必要的,但是,现有的有限元方法均不能对这一变形行为进行分析。本文对粘性介质压力成形有限元分析关键技术进行了分析,提出了板材与粘性介质耦合变形有限元处理方法,对粘性介质压力胀形和拉深过程进行有限元分析。粘性介质的力学性能是粘性介质压力成形的主要影响因素,目前还缺少深入的理解和材料模型。本文通过剪切蠕变、回复实验方法,对典型粘性介质材料流变性能进行了研究分析,确立了粘性介质为粘弹塑性性质,并建立了粘弹塑性材料本构模型,比较已有的简化模型全面地反映了粘性介质的性质,为粘性介质的选择和成形过程数值模拟优化提供了理论依据。板材与粘性介质界面之间粘着应力作用是粘性介质压力成形区别于其它板材成形方法的重要特点之一,由于其界面作用涉及到粘性介质的高压流动与板材变形的耦合作用,不易确定板材在粘着应力作用下的变形行为。本文提出了板材与粘性介质界面之间粘着应力试验装置原理,可以将粘着应力作为板材拉伸力,直接测量粘着应力对板材变形的作用。采用自主设计和研制的粘着应力试验装置,获得了板材与粘性介质界面之间粘着应力的实验数据,首次建立了粘着应力数学模型,考虑了粘性介质粘度、压力及剪切应变率等因素,较已有的近似摩擦模型真实的反映了板材与粘性介质界面相互作用,为粘性介质压力成形过程板材与粘性介质耦合变形有限元分析提供了数学模型。针对粘性介质压力成形过程板材与粘性介质耦合变形特点,引入了粘着应力数学模型,建立了基于罚函数法的板材与粘性介质界面接触处理算法,提出了弹塑性板材与粘弹塑性体耦合变形的有限元分析方法,较已有的近似、简化有限元模型真实的反映了粘性介质压力成形过程板材弹塑性变形和粘性介质粘弹塑性体变形。采用二维截面近似方法,基于上述算法开发了粘性介质压力成形二维截面有限元分析程序,为粘性介质压力成形提供了适合