石墨烯是仅有单原子厚度的二维蜂窝状晶体,具有优异的力学性质,是目前自然界中发现的最薄、强度最高的材料。但是,当前常用制备方法得到的石墨烯通常含有晶界、裂纹和其它拓扑缺陷,这些缺陷的存在将严重影响石墨烯的力学性质。通过实验方法来直接测量石墨烯的力学性质难度比较大,与之相比,分子动力学方法不仅可以模拟和预测石墨烯的各种力学性质,而且可以从原子尺度观察模拟过程中的力学行为及其破坏机制,已成为研究石墨烯力学性质的常用方法之一。本文在前两章分别简单介绍了石墨烯材料和分子动力学方法,论文主要研究工作包括两方面,在第三和第四章分别讨论。第三章主要研究了含有晶界并且在晶界方向含有预裂纹的石墨烯的力学性质。通过对预生成的石墨烯在其晶界和裂纹的垂直方向进行单轴拉伸,得到了应力-应变曲线,分析了不同裂纹尖端的纳观结构对其力学性质的影响,重点研究了裂纹和晶界长度对石墨烯力学性质的定量影响。第四章主要研究了多晶石墨烯的力学性质及其尺寸效应。分别利用纳米压痕和单轴拉伸分子动力学模拟的方法对多晶石墨烯进行加载,得到其弹性模量和破坏强度等主要力学性质,重点探讨了两种测量方法对于多晶石墨烯弹性模量和破坏强度的预测是否存在差异、多晶石墨烯的力学性质是否依赖于其晶粒大小、拓扑结构是否影响固定晶粒大小的多晶石墨烯的力学性质等问题。