随着纳米技术的发展,人们越来越重视在纳米尺度下材料的力学性能和材料的变形。近年来围绕其应用,研究者在很多领域都有着大量的成果。单晶是晶体内晶向只有一种排列方式的晶体,具有独特的三维结构。随着对金属的深入研究,金属的晶界也引起了科学家们的关注。钨是一种重要的战略金属,其作为现代科技新材料的重要组成部分,具有诸多优异的性能,尤其是钨高熔点高强度的特性多被用于高温高压等极端的工作环境中。而分子动力学模拟具有高应变率的特性,所以很适合作为本文的研究手段。本文通过采用分子动力学方法来研究纳米压痕对晶体钨力学性能的影响,分别研究了单晶钨和双晶钨在压痕过程中位错的萌生以及演变规律、位错产生的影响以及与晶界的相互作用。本文的研究一共分为两部分:一、利用分子动力学方法建立了单晶钨的数值模型,对单晶钨进行了纳米压痕模拟,讨论了单晶钨在纳米压痕作用下的变形机制、位错形成机理和位错扩展规律等,研究了压头半径不同以及压头加载速度不同对纳米压痕的影响。通过压痕模拟,将控制变量下的情况进行分析,结果表明:(1)当压头半径不同时,在压头压入相同深度的情况下,荷载随着压头半径的增大而增大,而与荷载-位移曲线相反,尺寸较小压头的硬度比较大尺寸压头的数值高。(2)当压头加载速度不同时,加载前期的荷载大小差距不大,随着压痕深度的增加差距开始逐步增加;且随着压痕速率的增加,硬度会增加。二、利用分子动力学方法建立了双晶钨的数值模型,研究双晶钨在纳米压痕过程中的荷载-位移曲线、硬度、位错萌生与塑性变形等,深入讨论了压头距离晶界的位置、压头半径、最大压痕深度以及压头速度对双晶钨纳米压痕的影响。(1)随着压头距离晶界距离的减小,即压头距离晶界越近,材料的硬度越高。(2)在压头压入相同深度的情况下,荷载随着压头半径的增大而增大,当压头半径从1.0nm增加到5.0nm时,纳米硬度降低了60%左右。(3)最大压痕深度越大,对应的荷载值就越大,对应的硬度也逐渐增大。(4)随着压痕速率的增加,对应的荷载峰值相差不大但硬度会增加。在所有双晶钨的纳米压痕过程中,都可以得到一个相同的结论:在整个加载的过程中,位错产生并逐步向四周延伸扩展,位错延伸至晶界处,但是并没有穿透晶界至右侧基体而是在晶界区域继续成环滑移,说明在一定程度上,晶界有阻断位错的效果。