超精密切削是一种先进的加工技术,所涉及的力学过程处于原子尺度,离散性是其主要特征。基于连续介质力学构建的现象学模型不适合这一加工过程的描述。分子动力学是用于求解这一纳米尺度力学过程的有效手段之一。本文采用大规模分子动力学模拟软件LAMMPS对纳米压痕实验及纳米切削过程进行了深入而详实的数值模拟研究,主要结果如下:(1)研究了纳米单晶铜在不同晶体方位下的压痕产生过程,提出了一个可行的、计算效率高的接触面积算法,获得了纳米压痕过程中的硬度同下压深度的定量关系,揭示该过程的尺度效应,观察到了不同晶体方位下位错的演化过程,如位错的形核、增殖、湮灭等。(2)计算分析了纳米多晶体的压痕实验过程,计算结果呈现出显著的反常Hall-Petch效应;同时研究了不同压头形状对压痕实验中的纳米硬度的影响。(3)模拟分析了不同晶体方位下纳米切削过程;揭示了切削力同晶体方位的内在联系,定义了切削硬度,利用(1)中提出的面积求解算法,计算切削硬度,结果显示出其同晶体方位的密切相关性;同时探讨了不同切削深度对切削力及切削硬度的影响。