本文以分子动力学模拟为主要研究手段,对单晶Au的纳米压痕过程进行了模拟,并对模拟结果进行了分析。首先介绍了分子动力学的基本原理,讨论了势函数的选择及运动方程的求解算法。在此基础上建立了单晶Au纳米压痕过程的分子动力学模型,模拟中采用Morse势函数描述原子间的相互作用,采用Leap-frog算法求解运动方程。研究了基体材料在加载和卸载时形变的差异,接触载荷和系统势能随压头压入深度的变化关系,并将加载时的载荷-位移曲线与经典接触理论曲线进行了对比分析。研究表明:压头逐渐趋近于基体表面时,基体表面在粘着力的作用下以“突跳”的方式与压头迅速接触;在压入过程中,基体的变形可分为两个特征阶段,即初期的弹性变形阶段及后期的塑性变形阶段;当压头反向撤离时,与压头相连的基体材料发生颈缩;卸载时对应于位移的载荷变化存在着显著的滞后现象;在压头趋近基体过程中,分子动力学模拟所得的载荷比刚性纳米接触理论所得的粘着力要小;当压头压入基体过程中,分子动力学模拟所得的载荷远远大于Hertz理论所得的接触力。