裂纹和位错是晶体中的两种非常重要的缺陷，它们和材料的强度密切相关，因此有必要对裂纹扩展和位错运动的物理规律进行深入地研究。本研究主要内容及结果如下：　　 ⑴利用分子动力学方法研究了单晶Ni3Al(Ll2结构)中(010)[101]型裂纹低温扩展过程中的形变机制。首先，我们计算了体系沿不同方向滑移时的不稳定堆垛能；基于能量计算，可知[o11]型超位错将分解为被堆垛层错分开的部分位错。然后我们模拟了(010)[101]型裂纹体系，模拟结果表明：在初始时刻裂纹呈脆性解理扩展，当裂纹的扩展速度超过一定值时，部分位错就会从裂尖及裂尖附近发射出去，随后在相邻的{111}晶面上形成内禀堆垛层错，从而在{111}晶面上形成外禀层错及微孪晶。从我们的模拟可知：Ni3AI的低温韧断伴随着微孪晶的产生，该微孪晶是内禀层错在相邻的{111}晶面堆垛而形成的。　　 ⑵利用分子动力学模拟了单晶Ni3Al中I型裂纹在外应力下的扩展，裂纹面为(111)晶面，裂纹的前沿方向为[110]晶向。我们详细研究了裂尖位错的发射条件及位错从裂尖的发射过程。经模拟发现：低温下，在裂纹开始快速解理扩展前，Shockley部分位错被从裂尖发射出来，且在相邻的(111)晶面上传播，从而在(11 T)晶面上形成伪孪晶(pseudo-twins)；当伪孪晶达到一定厚度时裂纹开始解理扩展，在整个裂纹解理扩展过程中，Shockley部分位错不断地从裂尖发射出来。在较高温度下，裂纹因为在(100)晶面上发射[110]超位错而钝化。在本工作中我们还发现(111)晶面上的位错偶极子可以从1/2[110]位错的芯部被激发出来，即1/2[110]位错芯具有位错源的作用。　　 ⑶用分子动力学研究了镍基单晶合金相界面上错配位错在外加切应力下的运动规律。在模拟中我们给出了扭折的原子结构且测量了扭折的宽度，同时还观测到了理论上预期存在的超声速扭折和多重扭折，以及位错环和孪晶。模拟结果表明：在低应力下，错配位错通过扭折在错配位错交点处的形核及沿着位错线的迁移来运动；在较高的应力或较高温度下，错配位错的运动受到孪晶的阻碍。从我们的模拟中可知：镍基单晶合金相界面的稳定性强烈地依赖于相互垂直的错配位错的相互作用。我们的工作还表明：离散的Frenkel-Kontorova模型比连续的sine-Gordon模型更适合用来描述错配位错的运动。　　 ⑷利用分子动力学的方法模拟了在低温及不同应变加载下bcc铁中裂纹的扩展。模拟结果显示：在低应变加载时，裂纹在脆性扩展过程中没有孪晶扩展相伴随；在较高的应变加载时，裂纹在脆性扩展的过程中伴随有孪晶周期性地扩展，在裂纹扩展的过程中我们计算了裂纹的扩展速度，发现在没有孪晶相伴时裂纹的扩展速度较快，而当孪晶伴随裂纹扩展时裂纹的速度较慢，从而可知孪晶可以阻碍裂纹的快速扩展；在更高的应变加载下，裂纹将改变扩展方向和发生分叉。我们还给出了动态断裂阻力的一种新的形式和弹性能释放率的一种新的计算方法；利用我们给出的动态断裂阻力表达式，我们的模拟结果和单裂纹扩展的理论计算相一致。