液压成形虽然模具比较简单甚至无需模具(壳体无模液压胀形时),但工件中的应力分布是很复杂的，易引起屈曲、起皱、开裂等缺陷，为避免缺陷的发生， 需要对变形过程进行应力应变分析和数值模拟
液压成形( Hydroforming) 是指利用液体作为传力介质或模具使工件成形的一种塑性加工技术，也称为液力成形。按使用的液体介质不同，液压成形分为水压成形和油压成形。水压成形使用的介质为纯水或由水添加一定比例乳化油组成的乳化液；油压成形使用的介质为液压传动油或机油。按使用的坯料不同，液压成形分为三种类型:管材液压成形( Tube Hydroforming)、板料液压成形Sheet Hydroforming)和壳体液压成形Shell Hydroforming)。
采用封闭截面结构代替焊接截面结构。在传统的点焊或搭焊截面结构中，存在着焊接的法兰边，质量增加，同时由于焊点的存在，结构的疲劳性能低。例如，对于同一个 76.2mm×63.5mm 的截面，分别采用三种不同的截面结构设计，如图 1-4 所示 ,其中图 1-4( a)为氩弧焊搭接结构，图 1-4( b)为法兰点焊结构，图 1-4(c)为整体封闭截面结构。从减重效果来看，采用封闭截面结构代替搭接结构，可以减重 9%;代替法兰点焊结构减重效果更明显，可以减重21%
板料液压成形分为充液拉深成形和液体凸模拉深技术。充液拉深是用液体介质代替凹模，而液体凸模拉深是以液体介质作为凸模。
充液拉深主要优点是提高成形极限和减少成形道次。对于某锥形零件，采用普通拉深工艺需要 6 道次和 6 套模具，而且各道次之间还需要退火；而采用充液拉深工艺仅需要 1 道次，大大简化了工艺和节约模具费用。对于圆筒形件普通拉深 1 个道次最大拉深比为 2,而充液拉深 1 个道次拉深比可达 2.9
壳体液压
壳体液压成形是采用一定形状的封闭多面壳体作为预成形坯，在封闭多面壳体充满液体后，通过液体介质在封闭多面壳体内加压，在内压作用下壳体产生塑性变形而逐渐趋向于最终的壳体形状。最终壳体形状可以是球形、椭球形、环壳和其他形状壳体。
壳体液压成形主要优点 : (1) 不需要模具和压力机。从力学角度看，该技术的原理是利用整体封闭壳体内压作用时自身平衡力系，即整体封闭壳体本身既是变形体又是实现力系平衡的载体，从而实现了不用压力机和模具成形大型壳体。 容易变更壳体壁厚和直径。由于不需要模具和压力机，对于所需要的直径和厚度的壳体，只要设计了合理的预成形坯封闭多面壳体，就可以直接加压成形。而传统的模压成形技术，一种直径球壳需要一套模具，一种规格的椭球壳体需要几套模具。(3) 产品精度高。由于把壳体制造工艺由传统的“先成形后焊接”变为“先焊接后成形”,成形过程是对前期焊接变形的校形，最终产品的尺寸精度高。(4)降低成本，缩短制造周期。由于不使用模具和压力机，节省了压型时间和模具费用。
壳体液压成形主要缺点：(1) 由于该技术为“先焊接后成形”,封闭多面壳体的焊缝在成形过程中承受一定的塑性变形，如果焊缝质量存在问题，会引起开裂，造成整个壳体报废。对于厚板和低合金钢，这种问题更严重。因此，控制焊接质量是关键所在。(2) 对于大型壳体，成形过程的 支撑基础 难度大、费用高。例如，直径 12. 3m 的球壳，容积为 1000m,需要解决支撑 1000t 水及壳体自重的基础。
德国帕德伯恩大学的 Dohmann 教授是最早开始真正意义上的现代内高压成形技术基础研究的学者，他在 Journal of Materials Processing Technology 杂志上发表的几篇代表性论文，成为内高压成形技术领域的经典之作。德国、美国和日本等国家的许多学者通过理论分析、数值模拟和工艺实验系统地研究了失效形式与加载路径的关系、成形区间与成形极限、壁厚分布、管材性能测试和 FLD 建立、各向异性的影响、高压下的摩擦行为及预成形坯优化等基础理论问题。
王仲仁教授在 1985 年成功试制出球形壳体为直径 600mm 的三十二面体足球式平板类多面壳体。平板类多面壳体主要缺点是二面角大容易浩成胀形时焊缝开裂和材料利用率低。足球式单曲率多面壳体(橘子瓣)主要优点是二面角小、焊缝变形量小和壁厚减薄率小，并且可以通过选择合理的赤道带瓣数提高材料利用率。因此，单曲率多面壳体在工业上应用得最多，直径9.4m 的球形水塔、液化气储罐和大量的不锈钢装饰球均是采用单曲率多面壳体。
壳体液压发展趋势
采用水作为壳体液压成形的传力介质具有成本低和清洁等优点，一个主要问题是对于大容积壳体(1000m
目前封闭壳体的焊接技术多为手工电弧焊，容易引起焊接接头质量问题导致在成形时开裂。因此，如何在封闭壳体上实现自动化焊接或引人激光等高能束焊接方法是促进该技术普及的一个基础课题。
由于工业上对轻质材料球壳的需要越来越多，进行铝合金等材料球壳液压成形也是今后的一个发展方向。铝合金球壳液压成形难点主要还在于封闭壳体的焊接，因此引人激光等高能束焊接方法显得更为重要。
文献分析
随着液压成形技术的发展和应用领域的不断拓宽，液压成形技术领域的学术交流也不断增加。通过对 2005 年以来发表的 480 篇学术论文，分析了液压成形技术的发展趋势和世界主要国家的研究状况，如图 1-18 所示。从发表的论文数量看，2011 年前发表的论文总体上是显现增加的趋势，但是，2011 年后发表论文的数量显著减少。这表明液压成形技术已经发展到相对成熟的阶段， 需要研究的理论和工艺问题少了，主要任务是转向了工业应用；从不同国家的情况看，发表论文前 5 名国家分别是中国、美国、伊朗、韩国和德国。中国学者发表的论文数量最多，远远高于其他国家，这表明液压成形技术在中国具有巨大的工业需求和应用背景，政府和企业给予大量资金支持，使得中国在液压成形技术领域的研究非常活跃。关于内高压成形(管材液压成形)方面的代表性论文，读者可阅读参考文献[137-150],板材液压成形方面的代表性论文，读者可阅读参考文献[151-162]。 在国际会议方面，有两个液压成形技术领域的系列国际会议。一个是德国斯图加特大学金属成形技术研究所从 1999 年开始主办的 International Conference on Hydroforming of Sheets ,Tubes and Profiles,该国际会议参加者主要是欧洲和北美的学者和企业技术人员，论文的内容偏重于技术层面和实际应用；另一个是日本、中国和韩国在 2003 年发起的 International Conference on Tube Hydroforming (Tubehydro),该国际会议每两年举行一次，轮流在中、日、韩举行， 后来扩展到在我国台湾地区和泰国举行，参加者主要是来自亚洲国家的学者和技术人员，论文的内容包括学术研究、技术开发和工业应用。
成形压力计算
设球壳的半径为 ，壁厚为 ，承受内压 ，球壳的应力与内压的关系为