随着计算机技术的发展，数值模拟成为研究纳米磁性材料的重要手段。微磁学模拟既能研究微观磁化状态的演变，也能反映宏观磁性能，从而得到了广泛的应用。但传统的微磁学方法不能实现对复杂应力状态的模拟。磁性材料相场方法中引入了微弹性理论，可以模拟力磁耦合作用，但计算模型通常需满足周期性边界条件。本文采用有限元和相场相结合的方法，由力学、静磁学和磁化矢量运动方程推导出相应的增量变分原理，建立了有限元方程，通过ABAQUS软件子程序开发模块编写了二维铁磁单元，可以实现对磁场和复杂应力场作用下任意边界微结构的模拟。　　磁性纳米环作为理想的高密度存储单元而成为近年来研究的热点。本文通过所写用户单元，研究了纳米环的尺寸效应，几何缺陷对其磁性的调控，以及复合材料基体变形对纳米环磁性的调控。　　分别计算了不同环宽和直径纳米环的磁滞回线，其磁化过程包含洋葱态、涡旋态两种稳定构型。加载时涡旋态-洋葱态的翻转场和卸载时洋葱态-涡旋态的翻转场分别称为涡旋消失场和涡旋形核场。环宽越小，形状各向异性越强，涡旋消失场增大，而涡旋形核场降低。环的尺寸对涡旋形核场影响不明显，而涡旋消失场随尺寸增大而减小。　　纳米环在制备中常存在缺陷，而人为引入缺陷也可以实现对其磁性的调控。对于偏心纳米环，改变偏心距可以实现对其翻转场的调控，调整磁场方向破坏结构的对称性可以实现对涡旋手性的调控。对外径100nm，内径50nm，偏心距15nm的纳米环，当磁场方向与偏心方向成70°夹角时，磁场卸载（或加载）过程中含三种稳定状态:洋葱态和两种不同手性的涡旋态。分别计算了含有一个、两个、四个环壁孔洞缺陷的纳米环。当含有一个孔洞时，可利用结构的不对称性调控涡旋手性。缺陷的数目、相对位置都会对临界翻转场产生影响。还研究了中心含有两个对称圆孔的纳米环，发现其卸载过程含三种稳态，磁场较大时呈饱和状态，磁场降低时出现围绕大环的涡旋结构和围绕一个孔洞的涡旋结构，当反向磁场增大时原先小涡旋消失，出现围绕另一个孔洞的小涡旋。　　建立了含有基体材料的纳米环复合材料模型，研究基体变形对纳米环磁性的调控。当基体为弹性材料时，对基体施加预应变，计算了不同预应变下纳米环的磁滞回线。结果表明，涡旋形核场随预应变呈线性变化，其大小主要受到弹性能的调控;而涡旋态-洋葱态翻转中畴壁的形成还受到预应变影响，与弹性能作用方向相反，因而涡旋消失场变化相对复杂，且拉压不对称。当基体为线性压电材料时，对基体施加电压，计算了不同电压下纳米环的磁滞回线。电压对翻转场的影响与预应变类似，涡旋形核场随电压呈线性变化，而涡旋消失场变化较为复杂。