在节能减排和汽车轻量化的迫切需求下，采用高强度钢板和复杂热冲压成形工艺的技术已广泛应用于车身零部件制造业。车身覆盖件冲压成形，往往涉及到高温、高应变率及塑性大变形等复杂的热力耦合行为，使得材料微孔洞或微裂纹等缺陷的形成、增殖、联合、直至出现宏观材料软化或破裂等现象。为辅助车身零部件制造，基于有限元的数值模拟方法在金属成形仿真中起着重要作用。为准确模拟材料的弹粘塑性大变形、应变软化及断裂等力学行为，需要构建复杂的热力耦合非局部本构模型。本文针对板金属冲压成形中的零件成形分析、材料应变软化及断裂行为和热集中现象进行了理论分析、数值模拟和实验验证，主要工作有:　　1).提出了高效地构建中间构型滑移约束曲面的拟最小面积法、生成中间构型初始解的保面积坐标物质点映射法和约束物质点在滑移曲面上移动的罚函数方法;建立了含参考中间构型弯曲效应的几何非线性应变度量，并基于KMAS平台开发了高效的成形性分析静力隐式多步有限元模拟方法，以克服一步法忽略变形历史导致的应力估计不准的问题。　　2).基于广义连续介质力学，建立了热力学一致性的耦合韧性损伤、温度场、各向同性硬化和随动硬化，及新的微态变量（微态损伤、微态温度、微态各向同性硬化和微态随动硬化）的非局部弹粘塑性本构模型，克服了经典损伤本构模型引起的数学上的病态提法问题;通过广义虚功原理和亥姆霍兹自由能得到了一组额外的含材料内部特征长度的微态变量平衡方程，采用Galerkin加权余量法得了微态本构模型弱形式的初始和边界值问题;在Abaqus用户子程序中实现了新的有限单元和该本构模型的隐式积分过程，并应用到DP1000材料的拉伸和冲压成形实验分析中。　　3).通过新的微态温度变量引入了温度的非局部效应，得到了一组热力学一致性的含材料内部特征长度的广义微态热传导方程;详细回顾了文献中对傅里叶模型扩展的五类热传导方程:Cattaneo I模型、带松弛时间的双曲线形传热方程、温度梯度或熵梯度模型、双温度模型和微温度模型等;通过选取合适的自由能函数并施加内部温度约束，该广义微态热传导方程可退化为若干文献中扩展的热传导方程，采用平面波函数分析了各热传导方程的色散关系;可潜在应用于激光金属表面处理、纳米级介质和纳米结构系统中的传热分析。