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随着高端制造进入纳米制造领域,微纳切削作为一种高精尖制造方法以其简单可行、低成本、适用范围广等特点广泛应用于航空航天、半导体等制造领域。在微纳切削过程中会不可避免地引入空位、位错、裂纹等亚表面缺陷,严重影响了产品的表面质量、强度和寿命等性能。因而,研究加工过程中材料的变形模式及缺陷的形成和扩展对于加工质量的在线监测和提高有重要意义。声发射（AE,Acoustic Emission）作为一种材料内部结构改变时释放的瞬态弹性波,对材料结构改变如位错形核、相变、微裂纹等缺陷的产生有着本质上的高度敏感性。因此,本文基于分子动力学方法,在原子尺度揭示不同程度的脆塑性材料在纳米加工过程中缺陷演化的同时,对不同晶系材料在加工过程中的变形机理和缺陷的声发射响应机制进行研究,对于提高声发射检测准确率与可信度,扩展其应用范围,提高纳米加工质量有着重要意义。本研究结果主要包括三部分:1.通过对超塑性高温合金Ni3Al在常温和低温下进行纳米切削,研究了切削过程中超位错与反向筹界形成机理,并对低温下工件变形过程中声发射信号频域特征与声发射源分析。结果表明低温下切削过程中包含脆性变形与塑性变形,并且亚表面缺陷分布主要类型为空位簇,并无如常温下位错钉扎现象发生,其亚表面残余应力水平接近0 GPa,远低于常温下加工所形成亚表面残余应力。低温切削过程中,声发射源主要分类为:晶格振动、位错运动以及孪生等更高能级的位错活动。2.对含有硬质粒子单晶铜在常温下的纳米切削进行仿真,并对硬质粒子的位置、大小以及数量对切削过程位错的影响,对切削过程中的声发射响应进行了研究。结果表明硬质粒子在塑性切削过程中可以减小切削方向切削力,并以表面硬质粒子最为显著。在刀具直接作用于硬质粒子时,非表面硬质粒子可以有效阻碍位错的运动,而表面硬质粒子减少了位错的产生。在常温切削过程中,声发射源主要有晶格振动和位错运动,其中晶格振动最为明显;而硬质粒子增加了位错的声发射功率与能量积分,并随着硬质粒子个数增加而增加。3.对脆性材料6H-SiC在低温下的脆性切削过程及其声发射响应进行了研究。结果表明在切削深度为77 nm时,6H-SiC的脆性切削裂纹形成于有限次位错增殖将刀具前方工件原子分割而并未发生明显塑性变形;在脆性切削过程中,声发射源主要包括晶格振动,位错增殖以及裂纹扩张。