管结构具有强度、刚度高以及节省材料、外形美观、成形加工性好的特点,应用十分广泛。在汽车、摩托车上,管材是除板材外使用最多的一类型材。以管材为坯料进行各种加工以得到制件,称为管材的二次加工,简称管材加工。塑性加工是管材加工的主要方法之一,它是对传统塑性成形技术的重要扩展与提高,可以满足产品轻量化、强韧化和低耗高效、精确制造等方面的要求。冲切是塑性成形的重要内容之一。但由于管结构的特殊性,采用传统的冲切方式往往在模具结构和管断面变形控制方面遇到困难,容易出现管壁塌陷、截面畸变等严重影响成形质量的问题,难以得到复杂的断面形状,有时甚至无法用冲压方法生产。关于管材各种冲切工艺参数对管壁塌陷的影响,目前尚未见完整、系统的研究。同板材成形一样,采用传统塑性力学的解析法求解管材塑性成形,已经很难得到有价值的结果。充分利用有限元数值模拟技术,将是管材塑性成形研究的重要发展方向。管壁塌陷是影响管材冲切质量的最大问题,本文重点对此进行了分析。针对管材平口剪断工艺和管材端头弧口冲切工艺,采用理论分析和数值模拟相结合的方法对影响管壁塌陷的各工艺参数进行研究,得出了各工艺参数对管壁塌陷的影响,对一些参数进行了优化。通过对规律曲线进行拟合,得到了一些工艺参数对管壁塌陷的影响曲线方程,为提高成形质量提供了理论参考。为了管材冲切工艺模拟的顺利进行和提高计算精度,总结了运用DEFORM-3D对包含断裂的大变形过程进行模拟时要注意的一些问题,介绍了本文在这些方面的操作方法。