超塑成形/扩散连接钛合金薄壁结构具有高的比强度、耐热性等优良性质,在航空航天等高端装备中有重要应用。但薄壁结构的成形过程中会产生缺陷、尖角、凸起等局部几何特征,产生高度的应力集中,从而大幅度削弱结构的力学性能。利用薄壁结构成形形状与超塑成形工艺过程相关的特点,探讨通过调控压力、温度及其随温度的变化等工艺参数实现成形形状的调控,降低局部几何特征引起的应力集中程度的可行性。本文研究建立了基于非线性性有限元的薄壁结构超塑成形过程仿真方法,分析了超塑工艺过程中温度以及压力曲线对结构中局部尖角形状的影响规律,分析了结构扩散连接时工艺缺陷(扩散连接层间虚焊区等)对最终结构形状的影响规律。研究结果表明,通过合理的设计工艺过程参数,可以明显地改善这些区域的应力集中,从而大幅度提高钛合金薄壁结构的力学性能。