纳米多晶金属材料相比于宏观块体材料,其力学性能更加优异,因此引起世界各国学者的广泛关注,并对其进行了大量的相关研究。本文通过分子动力学模拟研究了纳米多晶Al在拉伸加载时,不同的平均晶粒尺寸、孪晶含量、温度以及合金元素Ti对纳米多晶Al力学性能与变形机制的影响。主要获得以下的结论:（1）对于不同的平均晶粒尺寸,模拟表明,屈服应力与晶粒尺寸的关系可以用经典的Hall-Petch关系来描述。然而,当晶粒尺寸小于5.91 nm时,屈服应力与晶粒尺寸的关系转变为“逆”Hall-Petch关系。这种反比关系主要与模型弛豫结束后的位错密度有关,屈服应力变化趋势与位错密度变化趋势一样。此外,晶粒内部生成的层错四面体结构随着晶粒尺寸的减小而增大,随着塑性变形的进行,层错四面体结构会演变为更加复杂的层错结构。随着位错的运动,晶粒内部会产生位错缠结。（2）在平均晶粒尺寸为5.67 nm的纳米多晶Al中加入孪晶,计算结果发现,在300 K、较大的孪晶界间距下,主要变形机制为Shockley分位错在晶界处形核并成倍增加,该分位错的柏氏矢量为b=6112。随着孪晶界间距减小,孪晶界也成为Shockley分位错的形核位置,从而导致屈服应力下降。孪晶界的移动与消失,主要由于大量的分位错在孪晶界处形核所导致,并且随着塑性变形的增加,产生新的变形纳米孪晶。当温度变为600 K时,温度升高使得晶粒内原子运动加剧,原子间的结合力减弱,导致屈服应力与杨氏模量减小。晶界与孪晶界的运动是高温下纳米多晶Al的主要变形机制。相比室温300 K,在600 K中位错滑移和新产生的变形孪晶随温度升高而减小。同时,高温会使得纳米多晶Al中无序原子的含量增加。（3）在平均晶粒尺寸为5.67 nm的纳米多晶Al中随机加入不同含量的合金元素Ti。计算结果发现,加入合金元素Ti增加了纳米多晶Al的抗拉强度,并且纳米多晶Al中产生的位错类型主要为Shockley分位错。随着拉伸加载的进行,在纳米多晶Al中分位错形成堆垛层错结构。在纳米多晶Al中的变形机制除去堆垛层错之外还有位错缠结、层错四面体与Lomer-Cottrell锁等变形结构,但相对于纯的纳米多晶Al结构,这些结构的产生相对少了许多。因此,合金元素浓度是影响纳米多晶Al的拉伸强度和塑性破坏机制的重要因素。