延展性表征了材料在拉伸荷载作用下的塑性变形能力,是材料最重要的力学性能之一。石墨烯作为近年来最受关注的碳纳米材料之一,其力学性能受到广泛关注。现有研究表明,室温下单层石墨烯材料沿扶手椅和锯齿型手性方向拉伸的极限断裂应变分别为21%和14%。一旦应变超过断裂应变,石墨烯将以脆性断裂方式迅速失效。石墨烯较低的断裂应变、较差的延展性和剧烈的脆性破坏方式极大地限制了其应用。为了改善石墨烯材料较差的延展性,本文基于多层石墨烯材料和苯分子,提出了一种由苯-石墨烯组成的新型碳纳米网络结构。在此基础上,采用分子动力学方法研究了新材料在单轴拉伸荷载作用下的本构关系和微观断裂破坏行为,分析了材料几何尺寸、环境温度、应变率等关键因素对材料拉伸力学性能的具体影响。本文的主要结论如下:（1）首先采用分子动力学模拟方法研究了环境温度、拉伸速率和夹心层层数对新型碳纳米网络结构单轴拉伸力学性能的影响。结果表明,拉伸过程中纳米网络结构的承载行为分为三个阶段。第一阶段中,仅有表面层石墨烯承受拉力,表现为应力应变曲线中应力缓慢增加;第二阶段中模型中所有石墨烯片均参与承载。当应变增大至第一临界应变时,表面层石墨烯将发生脆性断裂并导致应力应变曲线中应力突然降低;第三阶段中仅有夹心层石墨烯承载,并在应变增大至第二临界应变值时应力再次骤然减小。也即,表面层在第一临界应变处断裂,而表面层在第二临界应变处断裂。单轴拉伸荷载下碳纳米网络包含两个临界应变这一特性是由表面层石墨烯和夹心层石墨烯片之间的长度差异引起的。碳纳米网络结构的临界应变总是随温度升高而降低。当温度一定时,碳纳米网络结构的第二临界应变大于单层石墨烯的断裂应变,因此提高了其延展性。此外,夹心层的层数和拉伸速率也会在一定程度上对临界应变产生影响。（2）在以上研究基础上,考虑了周期性胞元数目对纳米网络结构单轴拉伸力学性能的影响。结果表明,纳米网络结构所含胞元数目对结构的第二临界应变具有显著影响。这主要是由于周期数越多,原子数越多,导致拉伸时间更长。夹心层断裂的最大临界应变取决于表面层与夹心层之间的长度差,说明新型纳米网络结构的延展性具有可调性。此外,还研究了去掉苯环使石墨烯直接连接的纳米网络结构的单轴拉伸力学性能,发现当模型中不用苯环连接时,表面层和夹心层具有更为相近的临界应变,即第一临界应变为24.9%,第二临界应变为25.8%。这和石墨烯相近,无法提高纳米网络结构的延展性。本研究中提出的新型碳纳米网络结构具有较高且可调的延展性,可为大位移荷载下的新型碳纳米材料设计提供参考。