随着纳米科技的发展,加工精度不断向纳米级和原子级迈近,由于微纳构件尺寸的微小化,将导致构件本身的微观效应和多物理场耦合效应,微纳构件将表现出许多与宏观尺寸构件截然不同的性质。同时在微纳构件的设计和使用时必须要考虑由于加工制造工艺所产生的微观缺陷、残余应力等因素对微纳构件力学特性和使用性能的影响。然而大多数情况下,难以在试验条件研究微纳材料的力学性能,因此有必要利用计算机技术模拟纳尺度下材料的力学性能。本文首先采用分子动力学方法模拟了纳米铜棒刻划的过程,从刻划后纳米铜棒的形貌变化及刻划过程中能量、切削力的变化、截面应力分布等方面分析了工件变形机理和已加工表面的形成过程。同时模拟了不同刻划深度对刻划过程的影响。仿真结果表明:刻划过程中的位错及其运动引起了能量和切削力的剧烈变化,且刻划后已加工表面有明显的弹性恢复。随着刻划深度的增加切削力和能量增加的速度也变大。其次,采用分子动力学方法模拟了理想纳米铜棒拉伸过程,分析了不同应变率与截面尺寸对拉伸性能的影响,并对刻划后铜棒的拉伸过程进行模拟,分析不同刻划深度下铜棒的拉伸性能,实现了纳米加工和力学特性一体化的模拟研究。结果表明:纳结构的拉伸过程也分为弹性变形和塑性变形两个阶段。弹性变形阶段近似服从胡克定律,塑性变形阶段与宏观有很大差别。应变率对弹性变形没有影响,但对屈服强度、塑性变形有影响。随着截面尺寸的增加,弹性模量变大,屈服应力及相应的屈服应变减小。刻划后铜棒的弹性模量增加,屈服强度降低,刻划深度对屈服强度也有重要影响。随着刻划深度增加,屈服强度下降。