对承受内压、非等厚轴对称双曲薄壳,基于大塑性变形几何关系,通过严格的数学推导,建立了用微分代数方程组描述的数学模型.避免了Gleyzal等建立的变形几何关系采用Taylor展开,导致求解大应变问题精度较低的不足.采用可变步长和变阶的Klopfenstein-Shampine数值微分方法进行计算,可方便地获得该类结构应力、应变和位移等参量的变化规律.通过对比该数学模型和基于Gleyzal几何关系数学模型的数值计算结果与试验结果,验证了模型能较好地描述胀形双曲金属薄壳的大应变特性.