电火花加工是一种热加工，其加工过程的实质是通过脉冲放电在工具电极和工件电极之间施加剧烈的热作用，瞬间改变工件电极内温度场分布，从而实现材料的蚀除。电火花加工过程中涉及流体力场、磁场以及热传导等多种复杂体系的共同作用，造成了其加工过程特有的复杂和随机的特性，同时由于其极小的加工时间尺度和空间尺度的限制，无论是实验观测还是理论研究都很难明确电火花加工过程中各种现象的物理本质，因此直到目前为止仍然未建立一个完整统一、具有普遍意义的理论体系来揭示电火花加工的机理，导致电火花加工的实际应用和进一步发展受到了较大的限制。分子动力学（Molecular Dynamics, MD）是近年来迅速发展的用于描述原子微观动力学行为的有效工具。随着高性能计算机以及并行算法的发展，分子动力学模拟的规模日益增大，同时纳米级放电能量的微细电火花加工也有了实现的可能，这使得分子动力学的模拟尺度可与微细电火花实际加工尺度相比拟，因此本文建立了微细电火花加工的分子动力学仿真模型，开发了基于MPI消息传递模型的分子动力学并行仿真软件，进而对微细电火花加工过程和蚀除机理进行了仿真研究。本文对微细电火花加工单脉冲放电时放电凹坑的形成过程以及期间伴随的物理现象，如电极内的温度场和材料晶体结构变化情况等进行了分子动力学模拟研究。研究发现，放电开始后电极材料就开始被蚀除，且蚀除量大部分发生在放电期间，而非发生在放电结束之后。此外，对熔融原子数和蚀除原子数的统计表明，熔融的电极材料并未全部蚀除，其余的熔融原子最终形成熔融再凝固层，一部分滞留在凹坑底部表面，另一部分发生塑性流动形成放电凹坑周围的凸起。同时温度场的改变也导致了电极受热表面材料晶体结构的变化。电火花加工作为一种热加工方法，放电过程中产生的大量热量使得电极表面温度急剧升高并在电极内部产生了温度梯度，温度梯度将导致热应力的产生。放电过程中的热应力将对蚀除过程以及凹坑形貌等有直接的影响，此外，加工结束后电极内形成的残余应力是工件表面层裂纹产生的根源。本文首先对加工过程中熔融区内的静水压力进行了研究，研究发现，放电过程中熔融区内深处的静水压力高于熔融区表面，因此沿电极深度方向的静水压力梯度是材料蚀除的主要原因之一。此外，本文还对微细电火花加工过程中电极内热应力与残余应力分布特点进行了研究，并分析了其对电火花加工蚀除过程与放电凹坑形成的作用机制。可以发现，放电过程中电极表面各正应力分量为压应力，而最终电极放电凹坑表面的残余应力以拉应力为主，放电凹坑内部的残余应力以压应力为主，这是导致加工表面出现微裂纹的主要原因。此外剪切应力造成的熔融材料的塑性流动和整体滑移是放电凹坑周围凸起形成的主要原因。