锻件拔长、径向锻造等增量体积成形工艺工序较多，若对整个工艺方案进行有限元数值模拟计算，则时间成本很高。因此，开发省时、准确的计算方法具有较大的工程应用价值。本文从金属热加工领域中流动应力曲线建模、基于半解析法的拔长快速模拟技术和径向锻造快速模拟技术等几个方面进行了分析和研究，对现有方法进行了改进并提出了新的技术和方法。　　提出了一个热加工过程中金属流动应力的建模新方法。由于经典Sellars-Tegart模型中非线性的函数在实际应用中较为困难，本文介绍了从试验数据中获取关键应力和应变数据的方法，然后根据蠕变理论中应力、应变速率和温度之间的内在关系，提出了可线性化的新模型来预测不同温度和应变速率下的关键应力和应变，以此确定流动应力曲线本构方程中的参数。通过两种金属材料的高温压缩试验，验证了新模型具有较好的预测精度。　　提出了基于半解析解的拔长快速模拟新技术。针对拔长有限元模拟耗时长的问题，本文在现有拔长变形区构型解析法预测模型的基础上，提出了基于差分法的热变形温度场预测模型。根据热变形内部传热及边界条件特点，建立了内部传热离散方程以及变形区不同位置的边界条件离散方程，并进行程序开发，将温度场程序嵌入到 XFORM软件中。通过将有限元方法和拔长快速模拟方法预测结果进行对比，验证了新模型的精度及时效性。利用新的拔长快速模拟技术对某坯料的拔长问题进行工艺分析及设计。根据加工工步数、尺寸精度、温度等参数进行评价，得到最优工艺方案，可为拔长程序锻造的工程应用提供参考。　　建立了基于坐标映射的径向锻造半解析法模型与温度场预测模型。利用坐标映射的方法，构建了四砧径向锻造过程中变形区的动可容速度场，并根据上限法，对速度场中的待定参数进行了确定。利用有限元法对所提出的变形区半解析法形状预测模型和差分法温度预测模型进行验证分析，发现半解析法对变形区的预测比较准确。　　本文提出的半解析法变形及温度预测模型，计算耗时少，可在短时间内计算多次，以此选出更优的加工工艺方案，可为拔长、径向锻造等增量体积成形工艺的自动化程序锻造提供借鉴参考。