镁是密排六方晶体结构,室温下可开动的滑移系数量较少,并且激活基面和非基面滑移系的临界剪切应力差别较大,因此室温下通常只能开启基面滑移系,不能协调c轴方向的变形,导致镁的室温性能差,使其工业应用受限。近年来发展的通过特定合金元素的加入提高基面滑移阻力同时缩小非基面与基面滑移阻力差改善镁合金强度和塑性的“固溶强化增塑”理论,是镁合金强韧化的重要方法。理论计算和实验研究固溶元素对镁合金各滑移系的临界分切应力（CRSS）的影响,确认特定元素一直是镁合金发展研究的热点。实验研究CRSS大多针对单晶体,实际合金研究样品获取和测试准确度困难,并且以往第一性原理研究受限于计算模型,对于镁合金的CRSS,尤其是锥面滑移系的CRSS的第一性原理计算研究较少。且第一性原理计算弛豫方式没有明确和统一,导致计算同一量的结果存在较大偏差甚至矛盾,影响其应用。本文采用材料计算、数值模型和实验研究相结合的方式,较全面研究了合金元素对镁合金各滑移系CRSS的影响,为深入理解镁合金中合金元素的作用提供数据支持并为设计优良力学性能镁合金提供理论依据。首先,本文基于第一性原理计算与Peierls-Nabarro（P-N）模型,在弛豫方式研究和选择的基础上,模拟出广义层错能（GSFE）曲线获取参数,数值计算出Mg-X（Mn、Al、Li、Zn、Ag、Ca、Ga、In、Sn、Zr、Bi）以及Mg-Mn-X（Li、Zn、Ag、Ca、Sn）共16种镁合金的滑移系CRSS,以此来研究合金元素对镁合金原子层面塑性变形机制的影响,为实验研究提供指导;其次,基于计算结果选择Mg-Ag和Mg-Mn-X（Ca、Zn）合金进行微观组织分析以及室温力学性能试验,通过排除晶粒尺寸和第二相的影响,研究了合金元素的固溶强化增塑效果,从而与计算模拟相互验证。研究结果表明,在目前常用的弛豫方式里,固定晶胞的形状和体积且允许滑移面两侧原子弛豫这种方式比较合理,对于临界剪切应力计算值更接近实验值。在二元镁合金中,计算结果表明Zn、Li、Ca、Mn、Ag能降低柱面与基面的CRSS差值,Zn、Li、Mn、Ag降低了锥Ⅰ面与基面的滑移阻力差,Li、Ag、Zr和Mn还降低了锥Ⅱ面与基面的滑移阻力差,Li、Ag和Mn既可以提高镁合金的强度,也可以促进均匀变形,改善塑性。实验结果也证实Ag元素固溶到镁中后,合金的强度和塑性明显提升。屈服强度从未添加Ag之前的16.6MPa分别提升至44.5MPa（Mg-1at%Ag）和67.3MPa（Mg-2at%Ag）,抗拉强度由41.8MPa分别提升至181.7MPa和210.1MPa。合金塑性同样得到大幅提升,伸长率由6.1%（纯镁）分别提升到到18.6%（Mg-1at%Ag）和17.7%（Mg-2at%Ag）。从理论和实验方面均证实Ag有固溶强化增塑效果。在三元Mg-Mn-X合金中,计算结果表明Mn和X（Ca、Sn、Ag、Li、Zn）共掺提高镁基面滑移系的CRSS,Mn和X（Ca、Sn、Li、Zn）共掺增大柱面与基面的CRSS差,Mn和X（Ag、Zn、Ca、Sn）的固溶对于＜c+a＞位错的启动有促进作用,由于其同时降低锥Ⅰ面和锥Ⅱ面与基面滑移系的CRSS差。实验结果也证实Mn、Ca共掺以及Mn、Zn共掺到镁中,有效改善镁合金的强度和塑性,抗拉强度对比Mg分别提升了43.3%和43.4%,延伸率分别提升了91.8%和83.6%,由此计算和实验形成相互验证。