超薄精密不锈钢带，是块状钢材通过反复的轧制和热处理，制备得到的一种厚度极低的新型超薄材料，这种新型材料在国防、军事、航空航天等关键行业展现出了广泛的应用前景。目前的超薄精密不锈钢带的厚度已经能够达到几十微米，因为在加工中经过反复的轧制，这种新型不锈钢箔的微观晶粒在轧制方向上被拉长而在厚度方向上被压缩，因此表现出了与传统块状材料显著不同的力学性能。本研究以304H超薄不锈精密带钢为研究对象，旨在对这种超薄材料的力学性能进行实验表征，通过实验来测定其杨氏模量、屈服强度、断裂韧性等材料参数，同时利用有限元分析对该种材料的实验测量结果进行验证，最终利用晶体塑性有限元模拟，探索超薄不锈精密带钢展现独特力学性能的微观原因。研究的主要内容包括：

1. 设计准静态拉伸实验对304H不锈带钢的力学性能进行表征。测试的力学性能参数包括杨氏模量、屈服强度、断裂韧性。拉伸实验中在试样表面进行散斑制备，利用数字图像分析技术测试得到材料的拉伸曲线，对拉伸曲线进行分析得到材料的杨氏模量与屈服强度，并发现了材料拉伸强度与厚度相关的变化规律。
2. 设计含预制缺口的断裂试样进行断裂实验。采用高精度的扫描电镜进行原位拉伸实验，拉伸304H不锈带钢材料制成的含裂纹非标准试件，并进行DIC分析。通过在试件表面上沉积纳米级Al₂O₃颗粒形成在扫描电镜下清晰可见，大小合适的清晰散斑。分析散斑的变形模式获得试样裂纹尖端的位移场与应变场。通过对位移场的分析计算出材料断裂韧性J_IC，进而得到了材料断裂韧性与厚度相关的变化规律。
3. 基于ABAQUS有限元软件进行宏观的有限元模拟。利用弹塑性本构模型与延性损伤模型对拉伸实验和断裂实验进行了数值仿真。在有限元模拟中高精度重复了拉伸实验曲线，进而得到了材料断裂韧性的有限元计算值并与实验计算值进行了对比，验证了实验计算方法与计算结果的正确性。同时借助有限元模拟探讨了裂纹尖端形状对材料断裂韧性测试的影响，为实验提供了指导。

基于ABAQUS有限元软件进行扩展开发，通过编写ABAQUS的UMAT子程序来实现晶体塑性有限元模拟；利用Dream3D软件进行模型建立，通过Matlab软件编写程序赋予建好的模型以多晶体材料参数，最终创建了INP文件；成功构建了具有不同厚度的多晶体晶体塑性有限元模型，研究了晶粒数量、晶粒尺寸、晶粒形态等微观属性对材料宏观力学性能的影响，并对材料宏观力学性能的特殊性给出了微观变形解释。