在聚合物中添加一定量的纳米粒子，形成的聚合物纳米复合材料有着比纯净聚合物材料更好的力学、电学和光学性能，聚合物纳米复合材料被广泛应用于作为结构和功能材料。但是，纳米粒子对聚合物材料结构的影响、复合材料结构与性能关系，以及各种性能的强化机理的研究仍然具有很大的挑战性。本文应用大规模分子动力学模拟方法，采用粗粒化聚乙烯醇模型，研究了纳米粒子/聚合物系统的结晶行为和力学性能，改变了纳米粒子含量，纳米粒子与聚合物单体间的相互作用，吸引作用和排斥作用以及作用强度的大小，研究了这三个因素对纳米粒子/聚合物系统的结晶行为和力学性能的影响，揭示了单个纳米粒子对其周围聚合物单体结晶的局部强化作用，多个纳米粒子/聚合物系统的受限结晶机理以及纳米粒子/聚合物系统力学性能的强化机制。　　本研究主要内容包括：①采用粗粒化聚乙烯醇模型，模拟制备了单个纳米粒子/聚合物系统的半晶态结构，通过计算纳米粒子周围聚合物单体的有序参数，研究了单个纳米粒子对其周围聚合物结晶行为的影响。研究发现单个纳米粒子对聚合物系统的结晶行为没有显著的影响，但对其周围聚合物单体的结晶存在局部强化作用。②模拟了多个纳米粒子/聚合物复合材料的结晶行为，制备了纳米粒子随机分布系统样本和纳米粒子均匀分布系统的样本。通过计算纳米粒子/聚合物系统的结晶度和晶域平均厚度，研究了纳米粒子含量和纳米粒子与聚合物单体间的相互作用对聚合物结晶行为的影响，发现了纳米粒子/聚合物系统存在体相成核和纳米粒子表面成核两种结晶机理。同时研究了纳米粒子与聚合物单体间的相互作用对纳米粒子在聚合物基体中的分散形态影响，给出了纳米粒子分散形态，纳米粒子与聚合物单体的相互作用和聚合物结晶度这三者之间的关系。③模拟了纳米粒子/聚合物复合材料的单轴拉伸变形行为。研究了纳米粒子含量和纳米粒子与聚合物单体间的相互作用对系统力学性能的影响。研究发现当纳米粒子与聚合物单体为吸引作用时，纳米粒子/聚合物系统表现出良好的力学性能强化现象，而纳米粒子与聚合物单体为排斥作用时，纳米粒子/聚合物系统的力学性能和纯净聚合物基本一致，没有表现出力学性能的强化现象。通过计算拉伸过程中键角能的变化、非成键能的变化和聚合物链取向的变化，研究了纳米粒子/聚合物复合材料结构与力学性能的关系，发现纳米粒子/聚合物系统力学性能的强化作用主要是由非成键能和聚合物链取向所导致的。