在航空、航天和汽车工业等领域提高空心变截面、变厚度、薄壁壳体等复杂结构件的整体成形性是先进制造技术发展趋势之一。非对称变径薄壁零件是航空、航天领域一类典型的轻体复杂结构件,本文针对非对称变径薄壁零件采用传统分体成形、组合焊接方法存在工序繁多、质量控制困难、成形件难以满足性能要求的问题,提出了采用非封闭坯料的粘性介质压力成形新工艺,旨在利用坯料可以环向流动这一特点,成形过程材料环向流动补充局部大变形,提高零件成形制造性,为该类零件的制造提供一种新的途径。首先,采用解析方法分析了非封闭坯料成形非对称变径薄壁零件的可行性,在此基础上重点分析了非封闭坯料成形过程中影响材料环向流动的因素和变形区应力应变特点。其次,采用有限元方法分析了非封闭坯料成形过程中材料环向流动的规律,研究了坯料与模具的摩擦系数、坯料余量工艺尺寸、压环间隙、介质粘附作用力等工艺参数和非对称度、局部大变形区倾角、局部大变形区深度、局部叠加变形区等成形件形状参数对材料环向流动的影响规律。最后,在理论和有限元分析的基础上进行了试验研究,分析了形状参数对材料环向流动量的影响,分析了成形件在局部大变形区的环向、轴向和厚向应变分布规律,分析了成形过程中缺陷的产生原因,并提出了相应的控制措施,试验结果与有限元分析、理论分析基本吻合,验证了材料环向流动成形方法成形非对称变径薄壁零件的可行性。