管材的剪切弯曲成形技术是一种适用于小弯曲半径管的成形方法。在常温条件下,该方法适合于塑性较好的材料的成形,对于常温下强度高和塑性差的材料的成形则不适用。为了减小该类材料在成形过程中的变形抗力和提高其塑性变形能力,提出热剪切弯曲成形方法。但温度场和剪切变形的耦合作用会使得材料的组织发生变化,进而带来其性能的变化。因此,研究材料在温度场和应力场耦合作用下的微观组织演化规律很有必要。基于元胞自动机法,通过计算机模拟技术系统地研究TA18钛合金在热剪切弯曲过程中的微观组织的演变规律。总结了成形小弯曲半径管的管材剪切弯曲成形方法,包括管材芯轴剪切弯曲成形、管材充液剪切弯曲成形和热剪切弯曲成形;分析了三种微观组织模拟方法的优势和局限性,并总结了该方法在材料微观组织模拟领域中的应用;总结了剪切变形对钛合金微观组织和性能的影响。采用热拉伸实验,获得了TA18钛合金在不同成形温度和应变速率下的真实应力-应变曲线,在此基础上,建立了TA18钛合金的本构模型,基于元胞自动机法建立了微观组织演变模型。采用数值模拟的方法研究了板材热剪切弯曲过程的剪应变和微观组织变化规律。建立了板材热剪切弯曲成形的数值模拟模型,研究了不同工艺参数对板材热剪切弯曲成形过程的影响,揭示了热剪切弯曲板材试验件的剪应变分布规律及晶粒的变化规律;设计了板材热剪切弯曲实验装置。采用数值模拟的方法,建立了TA18钛合金矩形管热剪切弯曲成形的数值模拟模型,研究了不同工艺参数对成形管件的影响规律,揭示了成形管件剪应变的分布规律及环向和轴向典型区域的应变变化规律。采用微观组织模拟的方法,研究了不同工艺参数对成形管件微观组织的影响规律,揭示了成形管件典型区域的微观组织的变化规律。