加工硬化现象普遍存在于金属塑性加工过程中。长久以来,这种现象一直吸引着人们的注意力。当在低温(T<0.3Tm)条件下施加应力时,加工硬化可以在2个甚至3个数量级内改变韧性材料的强度,因此许多学者对它进行了大量研究,但其中大多数研究仅局限于宏观范畴。晶体是由大量的原子有序排列而成,材料的强度来源于原子间的相互作用,塑性来源于原子间的相互运动,因此,直接从原子尺度上对材料的微观力学行为进行研究非常有必要。分子动力学方法可以直接对原子的运动进行观察,从而分析材料的变形机理。为了研究纳米单晶材料的加工硬化现象,本文以分子动力学为主要研究手段,模拟了单晶Cu的三维拉伸、压缩过程,分析微观塑性变形机制,并研究了缺陷对材料力学性能的影响。本文模拟采用EAM势函数描述原子间的相互作用情况,共轭梯度算法用于求解运动方程,并采用中心对称参数表征晶体缺陷类型。在此基础上研究了单晶Cu纳米线0K下的单向拉伸、压缩过程。分别从位错机制、硬化现象及拉、压不对称性三个方面对模型的微观变形过程进行分析。结果表明:单晶铜纳米线的屈服通过{111}<112>部分位错的形核和扩展实现,塑性变形由堆垛层错的形成所主导。位错交割及位错与层错的相互作用可以引起屈服应力升高。研究最终发现,单晶纳米线没有加工硬化现象发生。带孔洞的单晶Cu拉伸模拟主要研究了缺陷对材料弹性模量和屈服应力的影响规律。结果表明:随孔洞体积分数的增大,材料的弹性模量和屈服应力近线性降低,塑性变形提前。