Ti-Si-N薄膜以其高硬度、抗高温氧化性能好、摩擦系数小、弹性模量高、和基体的结合力强、热稳定性优良等性能正在成为超硬材料研究领域里的研究热点。本文基于商用有限元软件Abaqus,研究了氮化硅含量、弹性模量及TiN晶粒尺寸、多层结构对Ti-Si-N体系薄膜材料的力学性能的影响,并将部分计算结果与实验进行了实验验证。论文主要结论如下：1.在多层TiN/SiN.../TiN模型中,随着中间层SiN相含量的增加,其对应力集中的阻碍作用越强,Ti-Si-N体系薄膜材料的韧性逐渐增加；TiN与SiN弹性模量相差越小,多层结构对韧性的提高作用更明显；保持SiN, TiN相含量不变,随着薄膜层数的增加,层内局部应力集中缓解,但是层间应力集中增加,薄膜韧性随着薄膜层数的增加先显著增加后保持恒定。2.在柱状晶模型中,完全加载后,Mises应力和S12切应力随着柱状晶粒尺寸的减小分布更均匀,应力集中逐渐减小；卸载后,等效塑性应变分散度更好。但到达临界点后薄膜的韧性不会继续大幅增加。3.纳米复合结构中,SiN相可以阻碍应力集中区的扩展,减小整个纳米复合模型的应力；随着TiN晶粒尺寸的减小,Mises及S12切应力均呈减少趋势,Ti-Si-N模型材料的韧性是逐渐增加的;当TiN和SiN相含量相当时,纳米复合结构材料韧性大致和16列柱状结构相当；此外,复合结构薄膜在形变过程中均发生了塑性应变。