本文选取纳米孪晶BCC金属铁,通过分子动力学模拟的方法,研究了纳米孪晶铁在拉伸载荷下的变形行为,考察了在拉伸载荷下不同孪晶厚度、温度、孪晶界不同旋转角度对材料力学性能的影响,以及孪晶界对裂纹扩展的影响。利用可视化软件(OVITO)分析纳米孪晶铁的微观变形机制。主要包含以下内容:(1)研究了不同孪晶厚度的纳米孪晶铁在不同温度时受到拉伸载荷的力学行为。结果发现,随着孪晶厚度的增大,纳米孪晶铁的杨氏模量和屈服强度也随之增大,遵循反常的Hall-Petch关系,其变形机制以孪晶界处产生的变形孪晶为主导。单晶铁的塑性变形同样以孪晶变形为主;温度对纳米孪晶铁的变形机制没有影响,温度越高,其屈服强度和杨氏模量越小。(2)研究了孪晶界不同旋转角度和温度对纳米孪晶铁力学行为的影响。研究结果表明:将孪晶界旋转一定角度后,由于其施密特因子增大,孪晶界处更容易滑移,峰值应力相应降低,此时纳米孪晶铁的变形则以孪晶界的迁移和去孪晶为主;温度对其变形机制并无明显影响。(3)研究了裂纹垂直和平行于孪晶界时模型在拉伸载荷下的力学行为,结果表明:孪晶界的加入会使材料的峰值应力下降,降低材料的力学性能,其变形机制以裂纹尖端发射位错和裂纹的扩展为主。当孪晶界垂直于裂纹时,孪晶界对裂纹的扩展有阻碍作用。