高聚物材料具有良好的力学性能和加工性能,在现代生产和生活中得以广泛应用,成为国民经济发展中不可或缺的材料之一。目前世界上具有结晶特性的高聚物材料所占比例超过总体积的三分之二。高聚物在加工成型过程中,受到温度、应力、压强和作用时间等的影响,其微观结构会有所不同。高聚物的性能是否优良取决于加工过程中形成的微观形态,因此,预测高聚物实际加工过程中的微观结构及性质变化规律是控制加工工艺条件的基础。针对高聚物加工过程微观结构转变的研究,通常采用实验方法,不仅成本高、耗时费力,而且控制实验参数具有一定的局限性。由于先进测试方法难以直接引入实验过程,因此,往往只能依据实验结果对过程进行推测,从而进行定性描述而缺乏定量判断。计算机模拟技术的引入架起了实验与理论之间的桥梁,特别是在分子尺度上的研究,将有助于更全面理解高聚物分子结构与结晶行为的关联。本文基于格子Monte Carlo方法,自主开发了高聚物结晶行为的模拟算法,通过格子Monte Carlo方法模拟高聚物分子链段的微观运动,研究了高聚物体系在不同冷却条件及复杂应力场作用下的结晶行为。研究了格子Monte Carlo方法的关键技术,包括模型类型、相互作用参数及随机数生成方法等,自主开发了高聚物体系结晶模拟算法,提出了构建高聚物粗粒化模型的直接方法和间接方法。分别对反映高聚物体系静态性质及动态性质的相关参数,如均方末端距、均方回转半径、质心均方位移等进行分析讨论,证明模型符合De Gennes物理标度及Rouse理论。基于格子Monte Carlo方法,针对等温、变温等不同冷却条件下的高聚物静态结晶行为进行了研究。分析了温度、冷却速率等对不同链长体系高聚物结晶行为的影响及其变化规律。并依据结晶过程中的体系能量变化确定高聚物体系的平衡熔点,且与Flory-Vrij理论一致。高聚物在成型过程中除受到冷却条件的影响外,还不可避免地会受到外力作用,从而使其聚集态结构和化学结构发生改变。为了深入了解复杂应力场影响下的高聚物结晶行为和机理,本文基于Kramers势场建立了格子MC剪切模型。根据成型工艺特点,研究了持续剪切诱导结晶和预剪切后的结晶行为。分析了剪切条件、冷却条件等对高聚物体系结晶取向行为的影响规律,此外,对前驱体受剪切温度的影响机理进行了分析。并进一步对拉伸应力作用下的高聚物结晶行为进行了研究,分析了高聚物结晶行为受拉伸温度及应变的影响规律,对拉伸应力作用下的高聚物聚集态结构进行了研究。将静态条件下及复杂外场作用下的结晶行为进行了比较,探明复杂应力条件对高聚物结晶行为的影响机理。本文建立了基于格子Monte Carlo方法的高聚物结晶行为分子模型与算法,系统研究了复杂冷却条件及复杂应力作用下高聚物体系的结晶行为,对高聚物体系结构性质、结晶与取向过程等进行了分析讨论,对于进一步研究和探索高聚物的结晶行为机理具有一定意义。