随着科学技术的发展和材料性能要求的不断提高,传统的实验研究已经不能满足人们对摩擦磨损的研究需求,因此必须借助数值模拟方法来研究材料摩擦磨损行为,特别是近年来随着原子尺度理论模型的不断完善和计算机性能的不断提高,分子动力学(Molecular Dynamics,MD)模拟已经成为研究材料摩擦磨损行为和机制的重要方法。因此本文采用MD模拟研究单晶Zr(0001)面的摩擦磨损行为受不同温度(300K、400K和500K)、摩擦速度(0.1?/ps、0.2?/ps和0.4?/ps)和载荷(25nN、50nN和100nN)等因素的影响。通过分析摩擦力和磨损量随位移变化的动态响应图,研究了摩擦力和磨损量变化的过程和特点。并且运用可视化软件分析了摩擦过程中Zr基体的弹塑性变形行为;磨屑、粘附和脱附原子的产生和分布;位错环的形成过程及其特点。以期对单晶Zr摩擦磨损行为有更深入的认识,得到以下主要结论:(1)温度对单晶Zr(0001)面摩擦磨损行为影响较小,而速度与载荷对单晶Zr(0001)面摩擦磨损行为有显著影响,且速度越小或载荷越大,摩擦界面的犁沟作用越明显而粘附作用越弱。(2)摩擦力动态响应图表明:在摩擦初期,摩擦力随位移增加而增大,然后逐渐达到稳定状态;在稳定阶段,摩擦力与载荷表现为正比例关系,总磨损量与位移和载荷都呈现正比例关系。(3)摩擦过程中锆基体在接触界面发生了复杂的弹塑性变形。粘附和脱附可视化示意图,可以直接看出粘附脱附原子的分布范围和密度。当速度较低或载荷较大条件下,锆基体内部出现表面位错环,该环有沿表面生成和运动,说明基体内部发生了应力应变传播。