镁及镁合金具备密度小,高的比强度和比刚度,优良的铸造性和减震性等特点,被广泛的应用于航空航天、汽车制造等工业领域。但是,镁为密排六方晶体,其断裂韧度值比较低,特别是当镁中存在裂纹或有裂纹萌生的情况下,裂纹尖端会存在应力、应变集中,导致裂尖附近塑性变形以及裂纹扩展,会产生严重的安全问题,所以对镁中裂纹的研究非常重要。本文基于ABAQUS有限元程序,运用扩展有限单元法计算了镁中五种不同取向的Ⅰ型裂纹的弹性应力场和弹性应变能密度分布,并将计算结果与分子动力学模拟结果相对比,从宏微观相结合的角度分析了裂尖场的分布和裂尖微结构演化之间的联系。研究发现,裂尖的微结构演化与裂尖弹性应变能密度分布密切关联。由于裂纹尖端处的应力集中所导致的局部弹性应变能密度增高可以通过裂尖塑性变形来释放。介于不同滑移面所需要的临界切应力不同,基面裂纹主要的变形机制是空位和π3孪晶,柱面裂纹主要的变形机制是空位和基面滑移。此外,运用弹塑性状态下Ⅰ型裂纹的有限元分析,从裂纹系统的整体能量变化及裂尖应力场这两个角度来分析裂尖塑性变形和裂纹扩展的关系。研究发现,在加载过程中的不同阶段,滑移面上裂尖附近的MISES应力分布及SENER应变能密度分布的变化均有不同。应力曲线出现应力平台,对应为裂纹尖端附近塑性区域的产生。裂纹扩展与塑性变形是一种相互竞争,相互补充的关系。