自然界的固体物质中，绝大多数是晶体。随着纳米材料学的发展，单晶材料的研究和应用受到人们越来越多的关注，单晶材料物理性质较敏感，同时还表现出明显的各向异性，晶向是重要的影响因素之一。大量研究表明，晶体材料的力学行为能够与热力学微观变化相对应，应用分子动力学方法研究晶体的力学性能具有重要的物理意义。裂纹是晶体中常见的一种宏观缺陷,会严重影响晶体制备及其在实际工程中的应用。本文采用分子动力学和有限元相结合的方法研究含裂纹单晶铝的断裂行为。首先采用分子动力学方法模拟单晶铝的拉伸力学行为，记录载荷位移曲线，确定其基本弹性性质及内聚力模型参数。然后采用有限元方法，分析含裂纹单晶铝的场演化、微裂纹萌生发展导致宏观裂纹扩展的行为。分析结果表明：（1）单晶铝是具有九个独立弹性常数的正交各向异性材料，采用分子动力学模拟确定的弹性常数矩阵，近似满足这种对称性；（2）在裂纹扩展过程中，不时会出现一些分叉裂纹，但随着主裂纹的发展、应力的重新分布，分叉裂纹会趋于闭合；（3）裂纹尖端存在明显的应力集中，有限元结果得到的应力强度因子和能量释放率能够与内聚力单元的断裂韧度相吻合；（4）材料的弹性模量，弹性极限和断裂韧度均会对材料的断裂性能产生影响。