钛合金扩散连接结构因具有焊接质量好、应力变形小等优点,被广泛应用于航空制造领域。扩散连接工艺参数等因素决定了钛合金扩散连接质量,进而决定了扩散连接接头的力学性能。论文采用分子动力学模拟方法对钛合金扩散连接过程进行研究,以期为钛合金扩散连接工艺参数优化、连接接头力学性能预测提供理论支撑。基于分子动力学基本原理,建立了TC4钛合金扩散连接过程的分子动力学模拟方法。采用原子随机替换法获得了相应百分比含量的TC4(Ti-6Al-4V)原胞模型。采用混合势法(EAM与Morse势)对原胞模型进行了时效相变处理,模拟了TC4亚稳态?相析出?相的过程。根据相变过程中点阵结构变化情况,分析了???相变机制,并获得了稳定的TC4钛合金?(10)?双相模型。基于上述模型结果,采用Nose-Hoover温度控制法以及Parrinello-Rahman压强控制法,实现了多种工艺参数下TC4扩散连接过程的模拟。通过Matlab编程获得了不同状态下的原子浓度分布图,分析了扩散连接宽度随工艺参数的变化规律;建立不同尺度、接触类型的孔洞模型,考察了粗糙度对界面孔洞闭合的影响;利用均方差函数(MSD)对Ti、Al、V的扩散路径进行跟踪,建立了不同保温温度下的扩散系数Arrehenius方程。与已有实验及模拟数据对比,验证了模拟结果的合理性。对TC4钛合金扩散连接接头的拉伸变形行为进行了分子动力学模拟,获得了不同工艺参数下的拉伸应力应变曲线,结合Joseph Femandus经验公式,建立了扩散连接接头力学性能与工艺参数的分子动力学预测模型;根据断裂区域的分布情况以及拉伸变形过程中的点阵结构变化,研究了TC4钛合金扩散连接接头微观断裂机理。