316不锈钢具有良好的综合力学性能,广泛地应用于诸多机械装备的核心部件。处于交变工况条件下的构件疲劳寿命是当前备受关注的研究课题,这推动了表面梯度结构材料的发展。梯度结构材料兼具高强度和高韧性,能够有效抑制疲劳裂纹的萌生和扩展,从而延长构件的疲劳寿命。本课题采用喷丸处理对316不锈钢进行表面强化,生成具有梯度结构的材料表层,开展应变控制模式下的低周疲劳试验。着重研究不同应变幅值下喷丸对316不锈钢低周疲劳性能和疲劳寿命的影响,进而采用滞回能模型建立疲劳寿命预测模型,揭示决定疲劳性能的内在参数。研究表明,未喷丸与喷丸试样的循环变形过程可分为三个阶段:Ⅰ初始循环硬化阶段,Ⅱ循环稳定阶段,Ⅲ二次硬化阶段。梯度结构层的存在提前了第Ⅰ阶段向第Ⅱ阶段的转变节点N_Ⅰ/Ⅱ（与循环硬化极限有关）,延后了第Ⅱ阶段向第Ⅲ阶段的转变节点N_Ⅱ/Ⅲ（与塑性变形均匀性增加有关）。本论文采用滞回能疲劳损伤判据W_p=W’f（N_f）^-1/β（W’f描述材料的疲劳损伤能力,β表征材料的疲劳损伤耗散能力）,致力于揭示喷丸对316不锈钢低周疲劳性能的影响机制。喷丸试样的疲劳损伤能力降低导致转变节点N_Ⅰ/Ⅱ提前,疲劳损伤耗散能力增强导致转变节点N_Ⅱ/Ⅲ延后。这些结果表明,增强疲劳损伤耗散能力是促进梯度结构316不锈钢疲劳性能改善的主导因素。通过本课题的开展,较为系统地研究了不同应变幅值下喷丸对316不锈钢低周疲劳性能的影响机制,取得的相关研究成果为该材料的工业应用奠定基础。