铝合金作为轻质合金的代表,被广泛应用于汽车、航空航天、船舶等诸多领域。车用铝合金大多是压铸成型,且不易维修等原因,一旦损伤很难再进行继续使用。作为一种新型制造技术,3D打印技术不只在制造领域有十分重要的地位,在零件修复领域也有其用武之地。目前,对3D打印技术的研究已有很多,尤其在金属3D打印工艺上的研究已经十分深入。但在3D打印修复领域,特别是金属零件修复过程的研究却不是很多。主要是因为3D打印修复对材料要求比较严格,而且实验研究只能获取修复前后相关组织及力学性能的变化,很难捕捉到修复过程中的金属粉末的熔融行为,而金属粉末的熔融行为对3D打印修复效果有着重要影响。因此,对3D打印修复中金属粉末颗粒的熔融行为的研究具有十分重要的意义。本文使用分子动力学模拟方法,以Al-Si-Mg合金为研究对象,通过模拟金属粉末在高能激光作用下的熔融行为和凝固后的拉伸性能,研究粉末颗粒大小和均匀性、含孔洞缺陷和多颗粒排列方式对熔融行为的影响,以及3D打印修复损伤块体前后力学性能的变化。首先,建立Al-Si-Mg两颗粒熔融模型,模拟升温过程中两颗粒之间的熔融行为,结合晶体结构占比、径向分布函数、回转半径以及位移矢量研究颗粒大小和颗粒均匀性对熔融行为的影响,并且研究了带有大小数量不同的孔洞缺陷的粉末颗粒对熔融行为的影响。得出颗粒越大,熔化时间越长,均匀性不一致的颗粒会一定程度上缩短熔化时长,孔洞缺陷对熔融行为的影响不显著,孔洞内壁的原子因表面张力的作用迁移到颗粒外侧。其次,建立多颗粒Al-Si-Mg熔融模型,模拟颗粒间的四种不同的排列方式对熔融行为的影响,并且研究了大小不同的多颗粒模型在熔融凝固后的拉伸压缩性能。发现排列方式对熔化时长影响不明显,但会影响颗粒内部晶体结构转变速率。颗粒越大,拉伸性能中的弹性模量和抗拉强度都有所提高。最后,建立损伤块体模型,并进行3D打印修复,模拟3D打印修复前后块体的拉伸性能。修复后的抗拉强度和峰值应变较修复前的有一定程度的提高。