作为一种典型的结构材料,非晶态玻璃态高分子材料在众多领域得到广泛应用。在复杂载荷作用下,其应变可能达到甚至超过100%。这一大变形过程往往伴随着材料的宏观屈服,呈现出高度非线性特征。与此同时,热-机械历史、应变率和温度等因素的影响使得对屈服响应的分析进一步复杂。为了优化产品结构设计,提升相关构件的力学性能,充分理解非晶态玻璃态高分子材料屈服行为的内在物理本质,探究热-机械历史、应变率和温度等对屈服行为的影响非常有必要。本文采用分子动力学模拟方法,从缠结微结构的角度探究了屈服行为的物理机理,揭示了具有较为稳定空间结构的拓扑缠结和由相邻分子链的局部链段相互作用形成的次级缠结这两种微结构及其演化与非晶态玻璃态高分子材料非线性屈服过程的结构-性能关系。主要研究内容如下:（1）以非晶态玻璃态聚乙烯为代表性研究对象,基于联合原子模型建立合理的非晶态玻璃态聚乙烯体系的分子动力学模型,进行单轴拉伸过程的数值模拟。（2）借助扭结理论中高斯环绕数和绞拧的概念,定义非晶态玻璃态聚乙烯体系内部的拓扑缠结和次级缠结微结构,设计缠结微结构的识别算法并进行程序实现,分析讨论各参数对缠结识别程序的影响。（3）讨论次级缠结和拓扑缠结两类微结构的不同物理本质和演化机制,解释热-机械历史、应变率和环境温度等对缠结微结构演化的影响。研究结果表明:拓扑缠结难以发生解缠,决定了非晶态玻璃态高分子材料屈服后的软化平台;次级缠结在一定外界条件下可发生破坏或重新生成,该微结构随拉伸变形的演化是非晶态玻璃态高分子材料屈服及软化的内在物理原因;与淬火处理相比,退火处理使材料形成更高的初始次级缠结数量,造成更大的本征变形抗力,进而形成更明显的屈服峰;机械预变形减弱甚至消除了热历史对材料屈服行为的影响;加载应变率升高及环境温度降低均会使得与次级缠结相关的本征变形抗力更大,进而导致屈服峰增大;温度的变化也通过影响拓扑缠结的热力学状态来改变材料的基准力学性能。