不銹鋼管的強度和韌性對機械和土木結構的完整性和可靠性至關重要?？茖W家們一直致力于高強度高韌性結構材料的設計和研究，包括噴丸、電鍍、噴涂、氣相沉積（PVD/CVD）激光加工、表面化學加工等多種表面改性技術。這些技術通過改善不銹鋼管表面的微觀結構，顯著提高了不銹鋼管的性能。熱點。 Chen等人制備了304不銹鋼管試件，結合表面機械研磨處理技術和滾壓技術進行了實驗研究，發(fā)現(xiàn)處理后的304不銹鋼管具有較高的強度（屈服強度為878 MPa，塊）。是粗晶粒材料的兩倍多）和所需的韌性（具有相同屈服強度和48% 斷裂應變下正常硬化的材料的三倍）。同時，還觀察到脆性納米晶界面層中多個微裂紋的萌生和發(fā)生，這也用于解釋納米材料的強化機制。
隨著計算機性能的不斷提高，數(shù)值分析方法越來越成為材料設計不可或缺的一部分，往往可以為材料設計和優(yōu)化提供可靠的參考。在疊壓軋制SMAT納米304不銹鋼管的情況下，郭文獻采用數(shù)值方法進行了相關損傷研究，得到了較好的結論，但未考慮納米晶層界面處的剪切破壞，實驗觀察發(fā)現(xiàn)界面剪切損傷明顯存在。
本文作者在損傷力學框架下，利用通用有限元軟件ABAQUS構建了疊層軋制SMAT納米304不銹鋼管的內聚有限元模型。使用數(shù)值的方法確定了強化機制，然后研究了納米晶層的性質，包括一般內聚強度、切向內聚強度、損傷演化斷裂能和體積含量對整體強度和韌性的影響結構體。成分。
(1) 考慮堆疊軋制SMAT納米材料304不銹鋼管的切向內聚強度，建立二維內聚有限元模型進行強度和韌性分析。該模型根據(jù)平面拉伸載荷的作用模擬了損傷演化過程，與實驗結果進行了比較，得到了滿意的結果，驗證了模型的有效性和準確性。
(2) 評估了納米晶層的內聚力和斷裂能對整體性能的影響。法向內聚強度和切向內聚強度的增加會增加材料的整體斷裂應變。降低納米晶層的斷裂能也有利于提高材料的韌性。
(3)研究了納米晶層的體積含量對304不銹鋼管整體斷裂應變和強度的影響。兩種不同的納米晶層分布模型模型的計算發(fā)現(xiàn)，通過任一方法增加納米晶層的體積含量都會增加材料強度，但會顯著降低韌性。說明304不銹鋼管對納米晶層的厚度非常敏感，工藝必須精心設計，按需處理。