在金属超塑性成形加工力学中,接触面上逐点采用的库仑摩擦定律是局部性质的,即接触面上摩擦域内某质点的摩擦效应只与该点的状态有关。然而,实际上金属表面往往是粗糙的,接触界面是粗糙面之间的接触,某一点的摩擦效应不仅与该点的状态直接相关,还与该点有限大小邻域内的其它点的状态有关,这是一种非局部摩擦效应。因此,在细观尺度上有必要用非局部摩擦模型替代库仑摩擦模型来考虑接触界面上微凸结构所引起的非局部摩擦效应,其中Oden等提出的非局部摩擦模型得到了广泛应用。另外,为了解释微米和亚微米量级实验中发现的尺度效应,以及解决工业领域在该尺度下遇到的日益增多的问题,人们建立了各种非局部本构模型,其中M(u｜¨)hlhaus和Aifantis提出的一种梯度依赖非局部本构模型,可能是此类模型中形式最简单的一个,在这个模型中,M(u｜¨)hlhaus和Aifantis将一个系数引入流动应力方程中,同时考虑等效塑性应变的二阶梯度,而保留经典塑性理论的其它特征不变,该理论自提出后,得到了广泛应用。本文的主要工作就是利用Oden等提出的非局部摩擦模型以及M(u｜¨)hlhaus和Aifantis提出的一种梯度依赖非局部本构模型研究了如下五个具体问题:本论文的主要内容有:采用非局部摩擦模型代替库仑摩擦模型研究了圆板超塑性锻压工艺,得出了两种摩擦模型下压力差的计算公式,并分析了不同工况条件下非局部摩擦模型与库仑摩擦模型对接触面上压力分布影响的差异。将Oden等提出的非局部摩擦模型应用于锥形模圆柱体超塑性拉拔或挤压中,并利用摄动方法求出了其近似解。将Oden等提出的非局部摩擦模型应用于楔形模宽条料超塑性拉拔或挤压中,并利用摄动方法求出了其近似解。基于应变梯度塑性理论,求得了内压作用下厚壁圆筒和球壳的极限荷载的分析解,经典塑性解是当前解的特例。基于应变梯度塑性理论,分析了自由胀形工艺中的尺度效应现象,并与有关实验结果进行比较。以上研究结果表明,采用非局部摩擦模型代替局部的库仑摩擦模型对超塑性成形加工过程的摩擦行为进行分析,虽然增加了问题的复杂性,但有助于我们更加深入地认识金属超塑性成形加工过程中的摩擦机理,有益于探索非局部摩擦模型的应用价值、拓展非局部摩擦模型的应用范围,同时,将应变梯度理论引入塑性成形分析中,为细微成形加工技术的应用与发展奠定良好的理论基础,为塑性加工工艺和塑性加工技术的改进与创新提供广阔的前景。