近年来，钒由于其独特的性能在工程应用中得到了越来越多的关注。在高辐照通量条件下，三元钒合金（V-Cr-Ti）的中子吸收截面低、吸收中子所形成的同位素半衰期短，具有良好的抗肿胀、抗硬化等力学性能，是核聚变反应堆候选结构材料之一。同时，钒合金的宏观力学性能在很大程度上由其所含的微观缺陷决定。由此可知，研究钒合金中的微观缺陷演化及其对力学性能的影响对发展可靠的下一代聚变反应堆至关重要。因此，本论文采用分子动力学方法研究三种典型缺陷:孔洞、辐照损伤和晶界在钒晶体中的演化，期望通过对钒单质的研究，为对钒合金的进一步深入研究打下基础。在模拟中，钒原子间的相互作用势采用改进型镶嵌原子法势函数和Finnis-Sinclair势函数来描述。　　论文的第一部分研究了应变率、初始孔隙率和模型尺寸等因素对钒单晶中单个球形孔洞演化的影响，对比了含孔洞和不含孔洞材料的力学性能。计算结果表明，和不含孔洞材料相比，含孔洞材料的屈服应力、杨氏模量和泊松比对加载方式和模型参数等更敏感。同时，当温度为10 K时，在孔洞表面临界剪切应力最大点首先形成<111>{110}位错，接着该位错核心的螺位错分量作非共面扩展形成三叶螺位错，后者在压力作用下变为二叶螺位错。此二叶螺位错作为Frank-Read位错源的钉扎点，使剪切错位环不断形成并向外扩展。　　论文的第二部分讨论了中子辐照下钒单晶中球形孔洞的坍缩和相应的力学性能的变化，并将结果与未受辐照的钒单晶进行了比较。分子动力学模拟显示，钒单晶受中子辐照会产生空位、间隙原子和位错环等缺陷。其中，间隙原子在充分冷却后最稳定的构型为<111>哑铃型。这一结论与上世纪八十年代采用粗糙的势函数得到的结果相比更为合理，且与近期的第一原理计算值一致。另外，含多孔洞模型的中子辐照结果显示，热峰可以使局部钒晶体瞬间液化，相应原子沿<111>射出，在热峰中心留下空位团，从而使相邻孔洞贯通。最后，模拟还揭示了钒晶体受辐照从软化到硬化的转变机制，并将这种转变归结为由缺陷引起的位错形核和缺陷对位错的阻碍两种因素共同作用的结果。　　论文的第三部分研究了对称倾转晶界，讨论了不同倾转角度对Schmid因子、法向因子、临界剪切应力和晶界能的影响。此外，还模拟了与双晶模型中的一个晶粒晶向相同的单晶模型。计算结果显示，Schmid法则在体心立方钒单晶和双晶中均不成立;模拟得到的Schmid因子、法向因子、晶界能和临界剪切应力等力学性能存在拉压不对称性;在材料进入塑性屈服后，晶界能在压应力作用下会下降，而在拉应力作用下会继续上升。