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聚合物及其复合材料具有低密度、耐腐蚀、绝缘电气性能好，较好的比强度等诸多优点，广泛应用于民用和军事工业领域。聚合物材料具有明显的粘弹性行为，它的力学性能通常表现出较强的应变率和温度依赖性。基于分离式Hopkinson压杆（SHPB）实验技术，人们已对高应变率压缩下聚合物材料的力学响应与损伤破坏开展了许多研究工作。然而，对于霍普金森拉杆实验，由于哑铃型试样标距长度的不确定性引起应变率和应变计算存在较大误差。针对此问题，本文首先对传统的SHTB进行了改进，采用基于超高速相机的数字图像相关性全场应变测量技术对试件动态拉伸应变进行实时测量，解决了传统SHTB实验中应变测量的不准确性问题，随后，采用改进的SHTB实验技术，以典型的热固性高聚物环氧树脂材料为研究对象开展了动态拉伸实验研究，获得了具有较高精度的应力-应变关系曲线，讨论了应变率的影响，并建立了非线性粘弹性本构关系，拟合了本构参数，最后，对回收的试样断口形貌进行分析，揭示其断裂机理。具体的研究成果简述如下： 1）在分离式Hopkinson拉杆(SHTB)实验系统上，发展了基于超高速相机和数字图像相关性(DIC)分析方法的试件全场应变测量新方法，同时搭建了同步触发系统，实现了杆上应变片电压数据和实时试件变形图像同步采集。采用新实验系统成功获得了尼龙和铝合金材料的动态拉伸应力-应变曲线，验证了DIC全场应变分析在SHTB实验中的有效性。DIC全场应变分析得到的平均应变与试件上应变片测量结果一致性很好,而基于试件原始标距的一维应力波理论计算的平均应变则明显偏大，需要对试件原始标距进行修正后才能获得有效的试件应变。基于DIC全场应变测量，讨论了应变均匀性问题，结果显示：脆性的尼龙试件在标距范围内应变均匀性良好，而韧性的铝合金试件表现出比较严重的应变不均匀性，归因于颈缩变形的影响。 2）采用Instron5966试验机和改进的SHTB实验装置，对自制的环氧树脂材料开展了不同应变率下拉力学行为实验研究，结果显示：环氧树脂材料无论是低应变率（10-4～10-2s-1）和高应变率（500～1000s-1）下都表现出非常强烈的应变率敏感性。采用在聚合物材料压缩本构关系——“朱-王-唐”方程的基础上，验证了“朱-王-唐”非线性粘弹性本构方程可以较好的拟合环氧树脂在低应变率下的拉伸力学响应，但对高应变率下的力学响应不能很好描述，因此，本文基于Kelvin-Voigt粘弹性模型，提出了适用于高应变率下环氧树脂拉伸本构关系的非线性Kelvin-Voigt模型粘弹性体拉伸本构关系，并拟合了本构参数； 3）采用LS-DYNA软件自带的考虑应变率效应的粘弹性材料模型对环氧树脂的动态拉伸实验进行了数值模拟，计算中所用材料参数取自于实验数据，数值模拟所得的应力-应变曲线与实验结果基本一致； 4）对不同应变率下环氧树脂材料拉伸断口进行了显微观测，发现断口呈现有断裂源区、稳定扩展区和快速扩展区三个断裂区，随着材料拉伸应变率的提高：断裂源区银纹承受达到最大拉应力时间提前，应力集中提前发生，相邻分子键断裂更快，断裂源区逐渐减少；稳定扩展区所呈现镜面中逐渐出现裂纹前段圆形小裂纹与主裂纹相交，从而产生稀疏抛物线；快速扩展区为了尽快释放弹性储存能量，裂纹尖端区域成核和抛物线裂纹进一步提高，出现稠密抛物线。