一维碳纳米管、二维石墨烯和石墨炔具有卓越的光、电、磁及力学方面的性质，尤其是其复合结构有着广阔的应用前景，可用于纤维增强复合型材料、气体传感器、氢储能材料、二极管、半导体设备等纳米科技领域。而碳纳米管、石墨烯和石墨炔各方面性能的发挥与其机械属性息息相关，甚至直接制约着复合结构的稳定性和可靠性。本文主要采用分子动力学方法研究一维填充碳纳米管的扭转、拉伸、弯曲和二维石墨烯、石墨炔的纳米压痕屈服强度。研究结果主要包括以下两个方面：1、研究了富勒烯硅纳米线填充碳纳米管复合结构的扭转、拉伸和弯曲屈服强度。结果表明，硅纳米线会与碳纳米管的内壁形成sp3杂化，这种特殊的复合结构大大增加了其抗扭转和弯曲形变强度。由于碳纳米管的保护，在纳米管发生较大形变时，填充的硅纳米线结构依然保持不变。Si16NW的杨氏模量比相同尺寸的硅纳米线要大很多。复合结构的抗弯曲能力得到极大提高，但其扭转和轴向拉伸强度没有发生改变，甚至剪切模量略有下降。2、对单层悬置石墨烯和石墨炔圆膜用球形富勒烯作压头进行纳米压痕模拟。模拟计算得到石墨炔的杨氏模量约是石墨烯的一半。通过改变体系的预应力，相同应变下，石墨烯预应力的减小或增加的幅度都比石墨炔大，但石墨炔抗应变能力比石墨烯强。有趣的是，当薄膜拉伸应变为0-10%，虽然石墨烯所承受的最大压力比石墨炔大很多，但它们对应的扰度基本一致。当薄膜应变拉伸达到一定程度，其机械属性会骤降，并具有不一样的破裂行为。