金属板结构在工程中有着广泛的应用。长期以来对此类结构的安全问题一直被人们普遍关注。板的强度问题与结构的安全性密切相关。减轻板结构的重量且增加其强度一直是人们追求的目标。一般说来，薄板结构容易产生较大变形，其变形特征受边界条件和外部荷载制约。当板结构受到外部载荷作用时，容易出现应力分布的不均匀性和应变的局部化。往往在这些局部区域，板也更容易发生破坏。板的局部区域增加强度是一种有效的手段。通常采用更换材料或改变边界支撑条件和添加附加结构等方法可增加抗拉强度和抗弯强度。然而，这样会改变结构布局，需重新设计校核。且该布局也改变了外表，对美观产生影响。本文一改传统的研究方法和思路，试图研究一种既不改变材料和结构外表形状，又增强结构强度的方法和技术。该方法的特点为将薄板结构材料的表面进行局部表面纳米化。借助于局部表面纳米化技术改变材料和结构的力学性能，不仅可以达到在受拉伸或弯曲等荷载作用下对薄板结构设计要求，而且可实现增加结构整体强度和降低局部位移的目的。这样可以发挥材料和结构的最大效能。从而提出一种新的薄板结构对其承受荷载下变形的控制方法和设计增强结构局部特性的解决思路。在论文中采用有限元分析方法对问题展开数值模拟，得到如下研究成果:　　1.提出一种增强矩形薄板整体抗拉和抗弯强度的局部表面纳米化布局方法。分别分析在薄板受拉伸和弯曲时，通过局部表面纳米化对薄板主要承载区域进行优化设计，发现其在纳米处理后薄板整体位移有大幅度减小，且局部纳米化区域布局在应力集中区域或应力较大的区域效果更明显。分析了外载荷的大小和不同约束情况下对薄板位移的影响。结果表明局部表面纳米技术可以提高抗拉刚度和抗弯刚度，外载荷和约束的情况也对薄板变形较大影响。　　2.针对金属薄板应力集中问题，提出一种局部表面纳米化布局方案。考虑各种形状且具有多个应力集中情况的薄板，对薄板中易应力集中区域进行局部表面纳米化。研究结果表明，在同样荷载条件下，受拉伸薄板的最大位移明显减小。结果还表明，薄板的整体表面进行纳米化并不是最佳方式。而合理的局部表面纳米化布局也可实现不仅降低应力集中系数，而且整体最大位移的减小。可以看出，局部表面纳米化布局既可以达到设计要求，且可以降低加工工艺的难度和节约成本。算例表明，可减少表面纳米化区域的80％。这样可以优化纳米化加工工艺。　　3.考虑有孔洞的金属薄板强度问题，给出一种局部表面纳米化布局方法。根据含孔洞薄板的特殊性，提出一种孔洞附近的覆盖方法和局部纳米化程度方法。以矩形孔洞的薄板为例，进行了数值模拟。结果表明，孔洞附近覆盖纳米化方法可以使得薄板位移大幅减小。该方法对非对称孔洞结构效果更加明显。这种方法可以应用于增强含缺陷薄板强度的问题中，也为解决类似问题提供一条有效路径。