由单向拉伸试验获得的真应力应变数据是表征材料性能的重要参数,而且也是判断材料强度以及抵抗变形能力的依据。通常情况下真应力应变数据是基于拉伸试件体积不变的假设,由工程应力应变换算得到的。这种计算方法只适用于均匀变形阶段,当发生分散性失稳不均匀变形后,这种方法便不再适用。因此本文对金属板材分散性失稳阶段的变形行为进行研究,以获取矩形截面试件大范围的真应力应变,从而应用于模拟,指导工程实践。主要研究内容及结论如下:选用厚度均为1mm的304不锈钢、ST12冷轧钢和5052铝合金板料为研究对象。按照国标设计了拉伸试件,采用丝印方法将圆形网格印制于试件。通过非接触式测量方法分析了拉伸试件上网格变形前后的尺寸变化,研究了试件在分散性失稳变形阶段的变形行为。同时通过均匀变形阶段网格变形前后的尺寸变化得到了试件的厚向异性系数,从而得到了试件在分散性失稳阶段的任一时刻的最小截面面积,进而得出试件在整个变形阶段的真应力应变。使用引伸计进行拉伸试验,经数据处理得到试件在均匀变形阶段的真应力应变。将网格法和引伸计法获得的结果进行比较分析,最大相对误差为4.2%,验证网格法的可行性,网格非接触式测量方法可获得金属板料大塑性变形条件下的真应力应变曲线。依据颈缩失稳后体积不变的基本假设,推导计算出了颈缩时刻的临界宽度值和颈缩段的原始长度,进而给出一种计算金属板料在分散性失稳阶段真应力真应变的理论计算公式。基于网格法拉伸试验的力伸长量曲线即可获得试件在分散性失稳阶段真应力真应变。通过比较网格法和理论法获得的结果,最大相对误差为1.8%,验证理论公式的准确性。将通过网格非接触式测量方法获取的应力应变数据,应用于Abaqus有限元软件中建立了单向拉伸的仿真模型,比较模拟输出的力行程曲线和试验的力行程曲线,相对误差均小于5%,进一步验证网格法和理论公式结果的准确性。