自从1991年发现碳纳米管以来,由于其优良的机械、电学、和光学特性,成为国际纳米材料研究领域的一个前沿课题.其力学行为研究对于它在力学方面的应用有着重要的指导意义.由于碳纳米管的尺寸在纳米级,用实验的方法很难对其研究,而分子动力学模拟已经成为在原子级尺度研究物体的一种有效的方法,因此该文以分子动力学的方法为研究手段,模拟了碳纳米管的拉伸、压缩、扭转及弯曲等力学行为,并对结果进行了分析.该文首先介绍了分子动力学模拟的基本概念和基本理论,重点研究了碳纳米管原子间势函数的选取、求解运动方程的算法的确定、以及所使用的边界条件和初始条件等.在此基础上,建立了拉伸、压缩、扭转及弯曲实验的仿真模型,详细推导了Brenner多体势函数,并以此描述C原子间相互作用,编制了相关的仿真程序.分子动力学仿真试验结果表明,C原子之间的共价键有很强的作用力,碳纳米管的六边形网格结构是一种很稳定的结构,在外载荷作用下不易发生破坏,在拉伸、压缩、扭转和弯曲的载荷作用下,其变形过程都可分为弹性变形阶段和破坏阶段.仿真实验中的碳纳米管可以承受30﹪左右的拉伸应变和10﹪左右的压缩应变,在扭转角高达63°以及弯曲了40°后还没有键的断裂等破坏发生,并且从微观结构和能量角度分析和解释了其模拟过程中的变形以及产生原因.研究了不同温度和螺旋性下的力学行为,发现温度对模拟过程影响较大,随温度升高其破坏应变值降低,而碳纳米管的螺旋性对其力学行为影响较小.最后利用应变能量与应变的关系得到了碳纳米管的杨氏模量和剪切模量等力学性能参数.通过对比,发现本模拟的结果更接近于实验结果.通过对弯曲的仿真,由弯曲力的分析得出碳纳米管在较短的情况下可以用于纳米切削加工.