作为一种由碳原子构成的二维蜂窝状晶体,石墨烯具有无与伦比的力学性能,它是宇宙中已知的最薄、最坚硬的材料。但目前出现的所有制备方法,均不能得到大尺寸无缺陷的石墨烯,而缺陷的存在极大地影响了石墨烯的力学性能。由于石墨烯的尺寸仅纳米级别,实验手段均不能很好地研究缺陷对于石墨烯力学性能的影响。但计算机模拟不仅可以测得石墨烯的各种力学性能参数,更可以从原子级别细致入微地展现出石墨烯在拉伸断裂过程中的各种行为,是我们眼下了解石墨烯的力学性能的最佳途径之一。鉴于分子动力学已在碳纳米管等纳米材料的模拟上取得显著成果,本文的工作中也采用了该模拟方法,重点研究了缺陷对于石墨烯的模量,断裂强度等力学性能的影响。主要工作如下：(1)利用分子动力学方法研究了理想石墨烯的力学性能。首先讨论了势能参数对模拟结果的影响。进而获得无缺陷石墨烯力学性能的理论值,并讨研究了温度的影响。通过跟踪原子能量、键长键角等信息,详细研究了理想石墨烯的断裂行为,以此为基础,构建了石墨烯的等效弹簧模型。(2)利用分子动力学方法研究了含单一缺陷的石墨烯的力学性能。首先研究了不同缺陷情况下的具体断裂行为。通过跟踪原子能量,键接信息,获得了缺陷形状与裂纹成核的具体关系。采用量子化断裂力学研究石墨烯的非连续性断裂行为,并获得其特征缺陷尖端半径。利用等效弹簧模型估计含单一缺陷的石墨烯的模量。系统阐述了单一缺陷与石墨烯模量和断裂强度之间的关系。(3)利用分子动力学方法研究了含多缺陷的石墨烯的力学性能。结合等效弹簧模型和分子动力学模拟,分析了单原子缺陷浓度与模量之间的关系。探讨了多缺陷情况下,缺陷尺寸与力学性能的关系。初步讨论了随机缺陷情况下,缺陷之间的相互作用,以及它们对于石墨烯的力学性能影响。