Al-Mg合金是以Mg为主要合金元素的一种Al合金,因其具有较好的综合力学性能,在工业中应用广泛,属于较为成熟的Al合金系列。随着制造工艺的日渐发展,微纳尺度的金属材料得到越来越多的应用,微纳尺度的金属材料具有很多常规材料不具备的性能,力学性能显著不同。微纳米材料在制造和使用过程中常受到循环载荷的作用,许多研究主要基于传统分析方法,其结果并不能准确的描述材料微观变形特性,因此研究纳米尺度Al-Mg合金循环载荷作用下的变形机理和力学行为具有重要的意义。本文基于分子动力学原理,计算研究Al-Mg合金材料在单轴拉伸加载下的塑性变形机制,单向拉伸变形过程中不同变形阶段的材料物理变形规律,对比拉伸试验研究Al-Mg合金中塑性失稳现象,即Portevin-Le Chatelier(PLC)效应。Al-Mg合金在室温下进行常规拉伸试验时产生PLC现象,溶质Mg原子团对位错运动的影响是PLC效应发生的主要机制。对单晶Al-Mg合金材料进行拉压循环载荷变形机制模拟,研究周期循环加载变形过程中材料的变形机制及硬化规律,在塑性变形过程中,由于溶质原子与位错的交互作用,部分溶质聚集在位错密度高的区域,引起位错塞积,产生位错团、位错缠结等组织。循环加载使材料中缺陷增加,塑性变形导致的位错滑移运动受阻,形成位错锁等障碍,引起材料硬化。而随着循环次数增加,或单次应变量变大,材料累积应变导致的缺陷使得位错障碍开动,引起材料软化。分析多晶模型循环加载过程中的塑性变形机制,并与单晶模拟结果进行比较。多晶体的晶粒内部存在的位错障碍等因素仍是引起晶粒内强度上升的重要因素,晶粒尺寸不同的模型间存在Hall-Petch关系或反Hall-Petch关系。循环加载后,晶界分布趋于最大剪应力方向。溶质原子在晶界的聚集也是引起多晶体硬化的原因之一,多晶体中溶质原子在晶界的含量明显高于晶内,引起晶界的强化。