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。科學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。該技術通過改善不銹鋼管表面的微觀結構，大大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，結合表面機械磨削處理技術和滾壓技術進行了實驗研究，發現處理后的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（是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，在脆性納米晶界面層中觀察到多個微裂紋的萌生和演化，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，數值分析方法越來越成為材料設計的一個組成部分，往往可以為材料設計和優化提供可靠的參考。使用數值方法進行損傷研究，他們沒有考慮納米晶層界面處的剪切破壞，文獻中的實驗觀察發現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構建了多層軋制SMAT納米304不銹鋼管的內聚有限元模型。采用數值方法確定強化機制，然后研究納米晶層的性能，包括一般內聚強度、切向內聚強度、損傷演化破壞能以及體積含量對結構整體強度和韌性的影響。材料。
(1)建立了二維內聚有限元模型，分析了增材軋制SMAT納米材料304不銹鋼管考慮切向應力強度的強度和韌性。該模型根據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表明，通過任一方法增加納米晶層的體積含量都會增加材料的強度，但會大大降低韌性。 304不銹鋼管表明它對納米晶層的厚度非常敏感，工藝必須精心設計并根據需要進行處理。