材料的孔洞愈合研究在材料损伤与断裂的领域有着重要意义。目前的研究中,由于受严苛的实验环境的限制,未能很好地观察到三维体心立方（BCC）晶体材料在孔洞愈合过程中的原子级微观细节,同时现有的应变表征方法在用于孔洞愈合样品时仍存在一定的局限性,如峰对法（PPA）和几何相位法（GPA）会在孔洞区域计算出极高的应变分布,不符合该区域的实际情况。因此针对以上存在的问题与局限性,本文运用原子级模拟方法晶体相场法（PFC）模拟纳米尺度的BCC样品的孔洞愈合,观察其演化过程,并揭示其愈合机理。本文开展的主要工作、取得主要的结果与结论如下:（1）针对PPA和GPA方法的不足,本文提出了一种新的弹性应变场计算方法,即中心原子模型（CAM）。该方法考虑了周围最近邻原子的畸变对中心原子的应变的影响,通过在完整原子晶格区域定义标准位矢用于应变计算。其优势在于能够分别通过旋转标准位矢和填补理想原子正确反映多晶和较大原子点阵缺失的样品的应变场。将CAM用于PFC模拟的原子晶格点阵的缺陷应变场,包括晶界位错、多晶晶界取向差、孔洞裂纹以及三维晶格位错的应变分布,并通过与GPA和连续弹性理论（CE）进行定量对比,表明CAM在应变计算上真实性和可靠性,尤其是在含大的原子点阵缺失的裂纹和空洞区域,能反映缺陷区域的应变场的真实情况。（2）运用PFC模型,模拟出含有单个矩形孔洞的BCC结构样品的孔洞愈合过程。观察到孔洞会不断通过两端表面凸起形成台阶结构并生成空洞,由此产生位错形核和发射位错。随着位错发射并攀移至样品外表面消失,以及空位被扩散原子填充,最后完成孔洞愈合。运用CAM方法进行缺陷区域的应变场表征,发现随着位错的发射,孔洞两侧会多次出现压应变积累与释放过程。体系自由能变化曲线与应力曲线反映出了孔洞首次发射位错后,样品会由弹性形变向塑性形变的转变。针对孔洞发射位错,建立孔洞愈合机制模型,该模型反映在压应变作用下,看作钝裂纹的孔洞两侧会通过扩展变为锐裂尖,使得所有孔洞两侧应力强度因子增大,达到位错发射所需临界值。（3）运用PFC模型模拟了多孔洞样品的愈合过程。通过对比孔洞发射位错的快慢得到孔洞愈合速度,实验中发现中心孔洞愈合速度快于周围孔洞。运用CAM进行应变场分析,揭示出在竖直压缩应变下,孔洞坍缩产生的拉应变区域会从竖直方向由孔洞上下表面的中心向四周发散。由于受其应变场的发散作用,其它孔洞的压应变积累过程受到干扰,因此位错发射速度降低。多个孔洞坍缩时产生的拉应变区域会相互连接,并会吸引发射的位错向其靠拢。上述模拟实验结果对孔洞愈合方面的研究有重要参考价值,该研究结果和分子动力学模拟的实验结果相符。CAM方法解决了现有应变表征方法无法正确反映缺陷区域的应变场的问题,可以广泛用于二维和三维的复杂缺陷的应变场表征。