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强力旋压作为近代塑性加工中的一种新工艺，是制造大型薄壁锥形件和筒形件的有效方法之一，已在各工业部门得到广泛应用。航天航空和兵器工业等重要领域薄壁钛合金锥形件和筒形件应用广泛。而α及α+β型钛合金由于常温塑性较差一般采用中温或中高温塑性加工，强力旋压中也必须采用热旋成形。钛合金热强力旋压成形过程复杂，温度场变化大，影响因素众多，其理论和实验研究有待不断深入和充实。 本文对热强旋三维热力耦合刚塑性有限元模拟中的几个关键问题进行了研究。为了研究BT20钛合金的材料特性并确定其合理的热变形参数，本文在Gleeble-1500热模拟试验机上进行恒应变速率压缩试验，研究了BT20钛合金的热变形行为和热变形参数对流变应力的影响规律，求解了BT20钛合金中高温塑性变形材料常数。本文研究了在热强旋有限元模拟过程中叠加了火焰加热热源边界条件的方法，采用经实验和数值计算相结合的方法得出冲击射流火焰的温度以及对流换热系数，然后通过确定工件上的换热表面外侧的温度以及对流换热系数来叠加热旋工艺有限元模拟的热源边界条件。 在上述研究的基础上，建立了符合实际的热强旋三维热力耦合刚塑性有限元模型，在有限元模拟过程中叠加了火焰加热边界条件。首次实现了火焰加热热强旋整个工艺过程的三维热力耦合刚塑性有限元模拟。利用建立的有限元模型模拟了钛合金大型薄壁锥形件和筒形件的强旋成形过程，得到了成形过程中，工件和热源、以及加工工具之间的热量传递导致的温度场的变化过程以及工件上的变形场。有限元计算结果与实验结果吻合较好。 采用实验与有限元模拟相结合的方法，深入分析了钛合金锥形件和筒形件火焰加热热强旋成形过程中破裂、鼓包、壁厚差等精度指标超差等缺陷产生的原因及预防措施。钛合金大型薄壁锥形件和筒形件火焰加热热强旋成形整个工艺过程中温度场的准确控制是旋制过程能否成功的关键因素，直接影响到零件的精度，也是区别于冷强旋的最大之处。提出了制定合理的钛合金大型薄壁锥形件和筒形件火焰加热热强旋工艺参数的原则。 本文成功地完成了钛合金大型薄壁锥形件和筒形件的强旋成形。成功地解决了钛合金大型薄壁锥形件和筒形件成形过程中遇到的各种缺陷，得到了可用于实际生产的合理的钛合金大型薄壁锥形件、筒形件火焰加热热强旋成形工艺参数的范围。