本文首先阐述了金属材料的塑性本构关系的国内外研究现状,对目前应用较为广泛的一些经验型及物理型本构模型进行了具体的介绍。然后对晶体塑性变形的物理机制进行了探讨,从而引进位错动力学的概念以解释金属的塑性流动行为。接着,基于FCC金属的细观塑性变形机理,构建出一种具有物理内禀的、准确性更好的FCC金属本构关系,并阐释了各材料常数与微结构特征量之间的联系及其所表征的物理意义。同时针对OFHC铜,利用约束条件下的多变量非线性规划方法并结合相关流应力实验数据,确定出其本构模型参数。然后,通过与实验结果的比较,验证了模型的可靠性。同时与MTS、Z-A及J-C本构模型进行了比较分析,得出本文的模型不仅具有更加准确的预测能力,而且因形式相对简单而实用性较强。然后,同样基于金属塑性变形的物理机制,构建出BCC金属动态本构关系,并确定出军工材料钽金属的本构模型参数。通过与实验数据及其它模型的比较表明,本文的BCC模型能够很好的描述钽的塑性流动行为,并且其适用条件可有效外推至很宽的温度及应变率范围。最后,根据HCP金属兼具FCC和BCC金属的部分晶体结构特点,其本构行为也应该介于两者之间,由此提出HCP本构模型为FCC和BCC本构模型的线性叠加,从而推导出新的HCP本构模型。然后通过我们的全局优化加局部优化的混合优化算法,得到典型的HCP金属Ti6Al4V钛合金的本构参数,最终通过相关比较验证了模型具有良好的准确性和适用性。