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本发明提供一种提升变厚度金属板带材延伸率的设计方法，首先明确变厚度金属板带材所用材料类型、牌号、几何外形尺寸及厚度非均匀分布情况，得到基准延伸率，基于制造技术确定各厚区位置材料的初始本构关系及对应承载载荷‑位移关系，根据各厚区位置材料的延伸率情况明确延伸率可调控范围，基于基准延伸率及不同服役目标需求选定目标均匀延伸率，再根据目标均匀延伸率掌握各厚区位置材料的目标本构关系，最后依据各厚区位置材料的初始本构关系及目标本构关系之间的差异情况使用差异化热处理技术及工艺对变厚度金属板带材进行性能调控，从而降低变厚度金属板带材深加工的难度，提高设计人员的可设计范围及设计灵活度。