目前，微机电系统发展迅速，纳机电系统的研究逐渐引起了国内外学者的广泛关注。纳机电系统利用纳米级构件的特殊效应，能够实现常规机械无法实现的功能。然而，由于没有对纳构件的力学性能和变形机理进行系统的研究，目前纳机电系统的设计主要以经验和试探的方式为主。本文基于分子动力学理论，通过模拟纳构件材料的变形过程，从微观角度揭示纳构件的力学性能和变形机理。本文的研究对纳机电系统的设计和制造具有指导意义。本文基于LAMMPS软件，实现了大规模多核并行计算。对单晶Cu纳米杆和单晶Cu块体进行拉伸模拟，获得了不同时刻的系统参数。通过对比分析，揭示了自由表面在位错形核和扩展过程中的作用。结果表明：受表面效应的影响，原子能量高的地方容易产生缺陷原子；单晶Cu纳米杆屈服强度小于单晶Cu块体；单晶Cu纳米杆在“位错层塞积—能量上升—位错层开动”的变形机制下发生塑性变形；单晶Cu块体在“空位—微观空洞—空洞贯穿—断裂”的变形机制下发生断裂。其次，本文采用Voronoi方法，结合VC++程序，建立了纳米多晶Cu块体仿真模型，并分析了模型的内部结构。多晶Cu块体的晶粒尺寸在纳米量级，晶界原子比例较高，晶粒内部原子的能量较低，略大于理想晶体Cu的结合能。晶界原子处于高能量状态，截面原子能量分布呈盆地状。模拟了多晶Cu块体拉伸变形过程，结果表明，晶界对多晶Cu块体变形过程有较大影响。缺陷原子在能量较高的地方产生的概率较大，位错首先在晶界处形核；位错无法穿过晶界扩展到相邻的晶粒内部，遇到晶界即停止扩展。这导致纳米多晶Cu的应变强化现象；观察到晶粒在协调变形过程中有旋转的趋势，表明其变形机制以晶界滑移和晶粒旋转为主。最后，采用Voronoi方法，结合VC++程序，建立了具有不同截面形状的多晶Cu纳米杆仿真模型。模型具有相同的长径比、晶粒拓扑等，以排除这些因素对变形的影响。通过对比两者拉伸变形的不同，分析了截面形状对多晶纳米杆拉伸变形的影响。结果表明，截面形状影响多晶Cu纳米杆表面原子能量分布。圆形纳米杆的表面曲率大，处于高能量状态的表面原子比例较大，这导致圆形表面原子容易产生原始缺陷源。因此圆形多晶Cu纳米杆强度较小。两者的变形均以晶界滑移为主导，说明截面形状对多晶纳米杆的变形机制影响较小。