金属波纹管是一种具有横向波纹的圆柱形薄壁弹性壳体,拥有良好的弯曲特性,在石化、汽车、钢铁、制冷温控、航空航天等相关行业有着广泛的应用。针对不同口径和长度的金属波纹的生产制造,目前主要有液压胀形、机械胀形、橡胶胀形和机械成型等工艺型式。其中,旋压/辊压连续机械成型工艺,因具有成型效率高、质量好、长度大的优点,受到国内外学者的广泛关注。然而,目前国内尚无法实现直径大于20mm高品质波纹管旋压/辊压连续成型,小口径波纹管的相关成型设备和模具也主要依靠进口,工艺理论尚不掌握。为实现中口径及以上波纹管旋压/辊压成型技术自主化,亟待弄清设备结构、模具和成型工艺参数对波纹管成型过程的影响规律。为此,本文通过理论分析、数值模拟和实验相结合开展了以下研究工作。首先,基于国内某厂波纹管生产线,分析了旋压/辊压连续机械成型工艺流程、成型原理和波纹管壁厚演变规律,初步建立了模具参数与波纹管受力之间的关系。然后,基于ABAQUS有限元软件分别建立了旋压和辊压独立成型工序有限元分析模型,再现实际成型过程。分析模具尺寸参数、成型工艺参数和管坯结构参数对成型后波纹管壁厚、回弹、应力变化的影响关系,探究模具最优尺寸参数。其后,建立旋压/辊压联合成型有限元模型,模拟验证三道次旋压与一道次辊压联合成型的可行性,优化各道次成型工艺参数及模具匹配关系,并分析管坯在各道次成型过程的相互影响和遗传特性,为中型口径波纹管成型后质量变化提供预期指导。最后,在上述研究基础上,设计完成旋压成型实验装置,通过实验结果与有限元模拟对比验证了有限元模拟方法以及模拟数据的准确性。本研究内容可为中型口径波纹管旋压/辊压机械成型模具及成型设备设计、成型工艺分析、道次配合关系确定等成型过程关键参数确定和成型理论分析提供技术支持。