镍基单晶高温合金被广泛应用于制造航空发动机涡轮叶片等关键结构件。在高温下长期服过程中，构件微观结构与宏观力学性能会逐渐劣化，导致构件断裂失效。因此，准确捕捉镍基单晶高温合金在实际服役过程中的变形行为具有重要意义。然而，现有的本构模型往往不能描述不同载荷类型和较宽温度范围内的变形行为。因此，本文旨在基于镍基单晶高温合金的主要变形机制，建立适用于多种载荷类型和较宽温度范围的统一晶体塑性本构模型。

本文首先比较了建立微观结构有限元模型的显式和隐式方法。结果表明，隐式方法能有效捕捉含复杂微观结构模型的平均应力，并显著减少了计算时间。因此，隐式方法更适用于在考虑微观信息的同时模拟试样的宏观行为。其次，本文基于多种关键物理机制建立了晶体塑性本构模型，并编写相应的UMAT子程序，将所建立的本构模型集成到有限元软件ABAQUS中。随后，本文通过材料参数分类和敏感性分析减少了待拟合关键参数数目，并运用贝叶斯反演方法确定关键参数最优值，验证了模型和参数的有效性。最后，本文以带冷却孔平板试样为例，模拟了该试样的蠕变响应。结果表明本文建立的模型成功预测了滑移带方向、应力和应变集中位置以及累积塑性剪切应变的特征，并指出孔边应力和应变集中对累积塑性剪切应变均有显著贡献，且攀移机制的贡献显著大于滑移机制的贡献。

综上所述，本文提出了适用于镍基单晶高温合金的统一晶体塑性本构模型。该模型能够捕捉多种载荷类型和较宽温度范围内的变形行为，并能够基于微观物理机制准确预测镍基单晶高温合金试样的宏观力学响应。本文的研究结果能为镍基单晶高温合金涡轮叶片的设计优化、寿命评估和可靠性分析提供有价值的数据支持和指导。