航空弱刚性整体结构件由于其结构尺寸大、壁薄、材料去除率高等特点,在加工成形过程中的变形问题显著。随着材料去除,其内部初始残余应力的释放及重新分布,以及加工过程中引入的表面残余应力的影响是结构件出现变形超差的主要原因,因此研究初始残余应力和表面残余应力导致的变形机理对提高仿真预测的精度及结构件加工变形的控制具有重要意义。本文通过试验研究、解析分析和数值仿真的方法对弱刚性肋缘条类结构件的加工变形问题进行了研究,主要研究内容如下:(1)基于热力耦合理论,完成了多水平内应力条件下的二维正交切削仿真和切削试验,获得了多水平内应力作用下的表层应力分布数据,掌握了内应力对切削残余应力的影响规律。(2)统计分析了薄壁表层的初始应力和切削应力耦合分布状态,建立了两者耦合分布的数值分析模型,进而通过仿真分析了表层应力耦合分布对薄壁件变形的影响,指出高内应力幅值与切削残余应力的耦合作用对超薄壁变形影响显著。(3)建立了薄壁结构的弹性力学物理方程,研究了初始残余应力释放对应变能减低及结构变形的影响,揭示了应变能减低的初始状态与结构最小变形的对应关系。针对T型结构提出了通过优化余量分配和加工路径加速应变能转化减小加工变形的工艺方法。