仿生设计对于实现汽车轻量化具有很大潜力,仿蜂窝结构因其性能优良在汽车中应用增多。但采用普通铸造技术生产该类结构件时存在缩孔缩松缺陷,而采用切削加工方法时材料利用率较低,为了解决以上问题,论文提出采用冲锻成形工艺整体制造仿蜂窝薄壁结构。目前,关于仿蜂窝结构冲锻成形过程中金属流动模腔过程、变形体的应力应变分布以及缺陷的形成等尚未探明,对此论文主要开展了以下研究工作:（1）仿蜂窝结构冲锻成形过程中力学分析。采用主应力法分别对变形体在拉深阶段和镦挤阶段进行了力学研究,分析出在镦挤阶段金属主要流动类型为轴对称变形镦粗型和平面应变挤压型,并推导了各基元板的压应力和单位变形力公式。另一方面通过仿生结构数值模拟,重点探讨了镦挤阶段变形体的应力应变分布,以及成形结束时冲锻力大小与模具的受力情况。（2）仿蜂窝结构冲锻成形过程中缺陷分析。由于仿生结构筋条交错而金属流动复杂,使得成形过程中易产生缺陷并影响成形质量。对此论文进行了单胞结构三维数值模拟试验,结合金属流动过程及应力分析,揭示了镦挤阶段金属填充模腔不均匀时会出现内筋折叠、外筋折叠和外筋充不满基本缺陷种类,并得出促进金属向外筋模腔流动能够控制缺陷产生。同时提出了典型变形时刻外筋高度差和凸模行程作为是否出现缺陷的定量化评定指标,探讨了无充不满和无折叠缺陷情况下评定指标的安全范围。（3）仿蜂窝单胞结构冲锻成形工艺参数优化。不合理的工艺参数除了降低工艺出品率,还可能加剧成形载荷值,因此,论文基于神经网络算法和遗传算法开展了优化工作。采用拉丁超立方实验设计方法获取样本数据,建立了成形载荷、外筋高度差和行程的较高精度预测模型,再以成形载荷作为优化目标,求解出最优的工艺参数组合。最后通过仿真试验验证了预测值与试验值误差较小,同时成形载荷值和模具应力峰值得到明显降低,证明了论文采用的优化设计方法求解效率高且优化结果可靠。论文提出的工艺参数优化方法可用于类似问题的求解应用,研究结果为仿生薄壁结构整体成形提供了新思路。