料力学性能的尺度效应研究是目前固体力学的一个热点,其中金属材料表面纳米化后表现出来的高强度、高硬度等特性引起研究者的广泛关注。表/界面效应是微纳米尺度材料力学性能的尺度效应的重要原因,同样也在表面纳米化金属材料的力学行为中扮演着不可忽略的角色。本文通过考虑纳米晶材料的界面效应,分析研究表面纳米化材料力学性能的尺度效应,主要内容为:　　 (1)考虑纳米晶材料的界面效应,通过量纲分析以及量级分析,得到材料屈服应力与晶粒尺寸的倒数近似成线性关系的结论;然后将该关系与前人的实验结果进行对比,发现屈服应力与晶粒尺寸倒数的近似线性关系与多种材料的实验结果吻合很好。　　 (2)基于纳米晶材料的屈服强度与晶粒尺寸倒数的近似线性关系,提出了考虑界面效应的有限元方法。区别于传统的有限元法,考虑界面效应的有限元法中材料的屈服强度是与晶粒尺寸相关的,通过模型中屈服强度的梯度变化刻画表面纳米化材料,为表面纳米化材料力学行为的模拟提供方便。　　 (3)采用考虑界面效应的有限元法,模拟了表面纳米化材料的拉伸、压缩力学行为,结合实例分析了考虑界面效应有限元方法中的若干问题,并且与压缩实验结果进行对比分析,解释了表面纳米化材料压缩实验中的力学性能及尺度效应。　　 (4)采用考虑界面效应的有限元法,分别模拟了表面纳米化材料垂直方向、平行方向的微压痕实验力学行为,并且与平行方向微压痕实验的实验结果进行对比,解释了表面纳米化材料微压痕实验中的尺度效应。　　 (5)采用考虑界面效应的有限元法,分别模拟了表面纳米化材料的三点弯、四点弯实验及其力学性能,预测了表面纳米化材料在弯曲实验中的力学行为。