近些年,随着科技的发展,航空航天以及航海等行业对于材料性能的要求也愈发严格,金属钛由于其独特的性能受到了越来越多的青睐,并且已经展现出了其独特、强大的生命力。同时,科学家通过实验以及计算机模拟的方法证实了钛及钛合金中存在面心立方相FCC（face-centered cubic）。本文将通过分子动力学模拟方法研究FCC相对钛纳米柱力学行为和变形机制的影响,为金属钛以及钛合金的工程应用提供理论基础和参考依据。（1）利用分子动力学模拟研究了纯α-Ti（α-titanium）在拉伸和压缩加载下的力学行为和变形机制。发现在纯钛内部容易出现紊乱原子,应力容易在纳米柱尖端部位集中,导致位错产生并释放内应力,产生的位错沿着柱面滑移系运动。随着应变增大,位错以环形扩展,运动到试样表面后形成滑移台阶,该位错的柏氏矢量为b=₃¹[112?0]。到了加载的后期,柱面全位错在基面分解为两个不全位错以及中间的层错部分,随着应力应变的增加,体系能量升高,扩展位错在柱面开始束集,束集后的全位错回到之前的滑移面,完成一次交滑移。（2）研究了HCP（hexagonal close-packed）相和FCC相双相模型在拉伸和压缩加载下的力学行为和变形机制。发现当体系受到拉伸加载时,FCC相中首先出现分位错,其后紧跟着堆垛层错,当新的堆垛层错只有一个原子层厚度时,位错将穿过已有的堆垛层错,留下罗曼-柯垂耳锁;如果堆垛层错密度较高,超过两个原子层厚度时,分位错难以穿过。当在拉伸加载后期,FCC相中产生了大量的堆垛层错,由于分位错相互交割形成了网状结构,结点处为罗曼-柯垂耳锁。在压缩加载下,FCC相中形成的堆垛层错已经累积为HCP新相,即发生FCC相向HCP相的逆转变,导致新的位错很难穿过已有的堆垛层错,成为缺陷源,新位错在此形核、扩展。（3）研究了温度对双相模型力学行为和变形机制的影响。发现当在70 K,150K,400 K温度下压缩加载时,与300 K温度下FCC相中发生位错反应不同,不仅在FCC相中产生了分位错与堆垛层错,而且在HCP相中也发生了<c+a>滑移。在拉伸加载时形成了罗曼-柯垂耳锁以及网格状结构,同时在70K温度的拉伸加载下,在HCP和FCC相界的表面产生了{101?1}孪晶。（4）研究了FCC相尺寸对双相模型力学行为和变形机制的影响,建立了“三明治”结构的纳米柱,模型中间部分厚度分别为2 nm、4 nm、6 nm、8 nm的FCC相。发现在压缩加载下,在FCC相体系中,2 nm和4 nm中的FCC相的原子比例逐渐减少直至消失,即FCC相转变为HCP相。在拉伸加载的情况下,FCC相尺寸减小到2 nm时,在HCP和FCC相界的表面产生了{101?1}孪晶。