由于柔性薄膜材料不耐压的特点,开展这类材料力学性能测试十分困难。目前常用的手段有单/双轴拉伸测试和鼓泡法。在单/双拉伸测试时,柔性薄膜试样由于泊松效应或局部压应力,经常会出现褶皱,导致最终测量误差过大甚至测量失败;在鼓泡法测试时,数据分析处理依赖于严格的假设,如变形后试样为标准的球冠形,内部无残余应力等。基于上述问题,本文发展了基于三维形貌测量的薄膜材料力学性能分析方法。该方法借助鼓泡装置对柔性薄膜试样进行鼓胀加载,采用三维变形测量系统获取加载过程中薄膜试样的离面变形场,采用虚场法从三维变形场数据中反演识别材料的本构参数。实验结果表面该方法能准确识别材料的参数。该方法的主要优势在于通过鼓胀加载有效避免了拉伸测试时容易发生褶皱的问题,而且该方法直接从真实的三维形貌和对应压力数据中识别材料参数,有效解决了传统鼓泡数据分析时需要基于严格的球冠变形和无残余应力假设。