聚碳酸酯是一种具有优异的透明性以及较好的冲击韧性的非晶态高聚物,在汽车和航空等领域有着广泛的应用。对聚碳酸酯温度相关的动态力学性能的研究目前主要集中在动态压缩加载方面。由于高聚物普遍存在拉伸和压缩性能的不对称性且非晶态高聚物在拉伸下具有特殊的银纹损伤和变形局部化等特征,因此有必要开展聚碳酸酯材料动态拉伸力学行为的测试和表征研究。然而由于试验技术上的困难,关于聚碳酸酯温度相关的高应变率拉伸性能的研究国内外鲜见报道。本文利用旋转盘式间接杆杆型冲击拉伸试验装置,针对高聚物材料低波阻抗、低强度的特性,合理确定了拉伸试件的几何形状和尺寸并有效提高了透射波应变信号的信噪比,进一步发展了低波阻抗、低强度材料的高应变率拉伸试验技术。基于该项试验技术并结合准静态和中应变率拉伸试验,在温度为213K～393K、应变率为0.001s～1700s-1的范围内系统研究了聚碳酸酯拉伸力学行为的温度和应变率相关性。不同温度和应变率下的拉伸应力应变试验结果均表明,聚碳酸酯拉伸应力应变响应表现出复杂的非线性变形特征,包括粘弹性和应变软化、应变硬化等粘塑性变形行为。利用冲击拉伸加卸载试验技术研究了聚碳酸酯在高应变率下的弹性动力学响应特性,试验结果证实,高应变率加载下聚碳酸酯在应力水平到达极值点之前的变形为可回复的弹性变形,应力应变曲线上的应力极值点可认为是材料的屈服点。不同温度和应变率的拉伸试验结果亦表明,聚碳酸酯的拉伸性能具有显著的温度相关性和应变率相关性,其屈服应力和屈服应变随温度的降低和应变率的增加呈现增大的趋势；在本文考察的应变率范围内,屈服应力与应变率对数之间呈现明显的非线性关系。在上述实验工作的基础上,针对聚碳酸酯的粘弹性应力应变响应特性,提出了一个计及温度相关性的宏观唯象粘弹性本构模型。该模型由一个非线性弹簧和一个松弛时间应变率相关的Maxwell体并联而成。模型拟合结果和试验结果符合较好,可以表征聚碳酸酯在大应变率范围内(从准静态、中应变率至高应变率,,0.001s-1～1700s-1)温度相关的粘弹性应力应变行为。采用基于热激活理论的Richeton组合模型对拉伸屈服行为的应变率相关性和温度相关性进行了表征,模型拟合结果与试验结果吻合较好。针对聚碳酸酯的粘塑性应力应变行为,建立了一个具有一定物理基础能够反映非晶态高聚物拉伸变形微观机制的弹粘塑性本构模型。其一维流变学形式可以表述为非线性朗之万弹簧与串联的线性弹簧和粘塑性粘壶的并联。线性弹簧用以描述分子间阻力,对应于材料的弹性响应;郎之万弹簧描述由分子链的取向变化所引起的熵阻力,对应于材料的非弹性响应；粘塑性粘壶用以描述分子链段的滑动,对应于材料的屈服和屈服后的应变软化行为。模型结果显示,该弹粘塑性本构模型可以准确刻画屈服应力的温度和应变率相关性并表征非晶态高聚物典型的温度和应变率相关的拉伸力学行为,特别是非晶态高聚物所特有的屈服后应变软化和应变硬化行为。采用有限元方法数值模拟了扁平状聚碳酸酯试件在准静态和高应变率拉伸加载下的变形过程,通过在有限元模型中引入几何缺陷和物理缺陷,实施了对聚碳酸酯试件拉伸变形过程中局部化现象的数值模拟。模拟结果显示,试件的几何缺陷和试件材料物理属性的不均匀性可以导致拉伸变形的局部化。在准静态拉伸和冲击拉伸加载下,局部化的颈缩均从剪切带的萌生开始,并且沿试件宽度方向对称发展,随着试件夹持端相对位移的增大,颈缩逐渐向试件两端均匀扩展直至整个试验段全部进入细颈状态。数值模拟得到的试件试验段在拉伸加载后的宏观形状和尺寸的变化与试验情况相吻合。