镁合金作为常用的轻质合金材料被广泛关注。而镁及其合金属于HCP结构,室温条件下其独立滑移系较少,其延展性和塑性成形性较差。此时孪生变形是其重要的塑性变形方式之一,且孪生行为对金属镁的成形性能有较大影响,故HCP结构的变形孪生等相关问题也吸引了广大学者的注意。为了将金属镁常见的孪生变形行为及相关的塑性变形机制研究的更为透彻,本文采用分子动力学的手段,从微观原子运动以及位错滑移的角度出发,更加全面、深入的分析孪晶的形核与长大过程,力求更好的为镁及其合金的加工成形提供理论支撑,指导实际生产过程。本文首先研究金属镁的各向异性,采用LAMMPS软件模拟沿不同取向压缩单晶镁的过程,分析不同取向压缩过程中单晶镁的塑性变形方式,以及金属镁产生各向异性的原因。结果表明,沿C轴方向压缩的模型以滑移和{10(?)1}孪生变形为主,而垂直C轴方向压缩的模型主要发生{10(?)2}孪生和{10(?)1}二次孪生变形。其次,针对金属镁常见的塑性变形方式——孪生变形,研究了金属镁{10(?)2}和{10(?)1}孪生的孪晶原子运动规律和位错滑移机制,结果表明,{10(?)2}孪晶原子主要发生{0002}基面与{10 (?)0}柱面的相互转换,且{10 (?)2}孪生是通过两组不全位错b=1/3<10(?)0>共同滑移的结果。透射电子显微镜观察实验也验证了该孪生的不全位错滑移机制。而{10(?)1}孪晶原子主要发生{0002}基面与{10(?)1}锥面的相互转换,且{10(?)1}孪生是通过不全位错b=1/3<10(?)0>每隔两层原子滑移而成。最后,对{10(?)2}孪晶和{10(?)1}孪晶的孪晶界面可动性进行模拟分析,结果表明,{10(?)2}孪晶界更容易开动,并且{10(?)2}孪晶界是以弓形的方式进行迁移,而{10(?)1}孪晶界是以台阶的方式进行迁移。分析发现{10(?)1}孪晶界存在大量的周期性界面位错,阻碍了{10(?)1}孪晶界的迁移,此现象在透射电镜实验中得到了进一步验证。