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服役中的航空发动机、核电站、燃气轮机和火电站、高压容器等重要机械结构的受载形式通常为高温载荷和机械循环载荷的叠加，其中许多关键零部件由耐高温材料制成。高温下的疲劳破坏是这些零部件的重要失效形式，就其所受机械载荷分类，可以分为高温单轴疲劳和高温多轴疲劳，而这些零部件中的大多数都要承受高温多轴疲劳载荷。为了对这些零部件进行合理的机械设计，发展高温下的多轴疲劳理论就变得十分重要，而研究高温多轴疲劳理论的一个重要的方面就是对材料在高温下的多轴循环应力应变关系、即高温多轴本构关系的研究。 本文在综述国内外对于金属高温粘塑性本构关系的研究概况的基础上，基于粘塑性统一本构理论，采用试验研究与理论分析相结合的方法，对GH4169镍基合金在高温下的单轴与多轴循环应力应变关系进行了深入研究，针对单轴拉压与多轴拉扭载荷构建了循环应力应变模型。论文的主要研究内容有以下几个方面: 首先，论文对GH4169合金进行了高温下的单轴与多轴恒幅疲劳试验，并分析了光滑薄壁管试件的循环应力应变行为。分析迟滞回线形状发现，单轴与拉扭比例加载下的迟滞回线光滑无畸变，而拉扭非比例加载下的迟滞回线产生了不规则变形，且这种形状畸变与试验的加载路径密切相关。分析循环硬化与软化行为发现，在单轴与比例高温恒幅循环加载下，均表现出明显的循环软化现象;而在非比例循环加载时，非比例附加强化行为在一定程度上减弱了材料的循环软化特性。分析材料由于粘性引起的加载速率相关性，两个加载速率不同的单轴试验在塑性区具有明显不同的应力增长速度，且带保持时间的单轴试验直接证明了与加载速率直接相关的过应力的存在。 其次，构建循环应力应变模型。针对高温下的单轴加载与拉扭多轴加载工况，分析薄壁管件标距段表面单元的多轴应力应变状态，并基于粘塑性统一本构理论，针对两种工况分别推导出构建循环应力应变模型的具体计算公式。在描述粘塑性统一本构模型针对单轴与多轴加载的模型运算过程时，分别介绍了显式与隐式两种编程思路，并编写相应的Fortran程序。 然后，将模型仿真结果与试验结果进行对照。依据高温下的两个单轴试验，拟合出GH4169材料在650℃下的粘塑性统一本构模型参数。取本文所做的两个单轴试验和三个拉扭多轴试验进行模拟，发现对单轴试验与比例加载试验的模拟效果良好，而对于非比例加载试验，由于模型没有考虑到非比例硬化现象，模拟的应力幅值略低于试验结果。 最后，对多轴加载下的光滑薄壁管件进行粘塑性有限元分析并与试验结果进行对比。对材料属性的定义采用von Mises屈服准则，并联合使用率相关的指数型粘性硬化模型EVH与Chaboche型非线性运动硬化模型。取相位角不同的三个拉扭多轴试验进行仿真，取应力迅速下降阶段的某个循环将有限元分析结果与试验结果作对比，对比结果表明所采用的有限元方法可以较为有效的模拟高温多轴疲劳试验从开始到循环稳定过程中的循环应力应变曲线。