非晶合金具有高强度、高硬度、高断裂韧性和高疲劳强度等一系列优异的力学性能,在工具材料、体育用品和通信电子等领域已经有了成功的应用案例。然而,由于非晶合金的无序原子结构,对于非晶合金的微观结构表征与相应变形机制的研究依然有许多尚未解决的科学问题。如何表征非晶合金的局部结构与剪切变形行为仍然是非晶合金科学与工程研究中的基础和热点。本论文采用计算机模拟的研究手段,以Cu₆₄Zr₃₆非晶合金为研究对象,探究非晶合金在纳米尺度力学性能的不均匀性,通过表征非晶合金不同尺寸范围局部区域的结构性能特点,探究其在剪切形变过程中结构性能的变化规律。首先,通过对一系列不同尺寸的非晶合金立方体样品沿不同方向进行剪切变形的模拟分析,发现当样品尺寸小于临界值时,其力学性能出现强烈的各向异性,且各向异性随着样品尺寸增大而逐渐减小。该与样品尺寸有关的力学各向异性存在的原因是有限空间内不能充分实现各种不同的任意原子构型。在此基础上,本文提出了一种表征局部结构和性能的方法——Coarse-grained方法。通过与原子应力和原子应变在外载xy方向分量和Von-Mises量的对比,确定Coarse-grained方法可以得到的小尺寸范围的局部性质与原子尺度的性质基本相符,而各局部区域的平均性质与宏观样品的性质相符。Coarse-grained方法通过不同尺寸下局部区域性质空间涨落的对比,得到了局部区域性质涨落与尺寸的关系。利用Coarse-grained方法,对无缺陷非晶合金在剪切过程中的局部性质进行表征,探究了局部力学性能在剪切过程中的空间涨落和演化规律。在剪切过程中,局部剪切应力和局部剪切应变都会在垂直于剪切平面方向出现周期性的局域化现象,剪切带对应着高应变低应力集中的带状区域。而局部剪切模量在空间的分布是均匀的,“软”“硬”区都可能引起应力集中。最后,探究了不同尺寸、数量和分布形式的孔洞缺陷对非晶合金剪切变形行为和剪切带非均匀形核行为的影响,模拟结果表明,引入缺陷会使剪切带提前产生,而缺陷的尺寸和分布也会对剪切带行为造成影响。