随着微电子机械系统(micro-electro and mechanical systems,MEMS)的发展和纳机电系统的出现，而作为MEMS的主要原材料的硅及其未来的替代品纳米碳管在纳米尺度下结构力学行为的研究显得日益重要和迫切，同时，一维纳米结构作为纳机电系统的基本组成部分,其理论和实验研究受到广泛关注。 本文讨论了纳米尺度下结构和材料力学行为的理论和实验研究成果，对如何采用分子动力学这一原子模拟技术进行材料力学行为的数值方法进行了系统深入的阐述，并采用分子动力学方法研究了纳米碳管和硅纳米线的拉伸试验过程，发现了材料力学行为在纳米尺度下一些不同于宏观尺度的现象和规律，并分析了这些独特力学行为的机理。 采用Brenner势函数描述碳纳米管中碳原子间的相互作用，通过分子动力学方法对几种单壁碳纳米管进行轴向拉伸试验研究，得出其杨氏模量为4.2TPa，强度极限为1.40～1.77TPa。研究表明，碳纳米管的碳纳米管在拉伸时与金属材料类似，断裂过程依次经历了线弹性形变、屈服形变、强化阶段、局部变形四个阶段，其中，弹性阶段的应力应变为非线性，发现只要应变不达到断裂极限，卸载时的应力-应变沿加载曲线返回，表明在纳米碳管的拉伸过程中没有塑性应变；对碳纳米管的拉伸断裂过程进行了仿真，从能量和结构变化方面对碳纳米管断裂机理进行了分析。 采用Stillinger-Weber(SW)势函数描述硅纳米线中硅原子间的相互作用，通过分子动力学方法对几种硅纳米线进行轴向拉伸研究，发现硅纳米线拉伸时表现出来的特性与宏观脆性材料基本一致：拉伸曲线没有明显的直线部分和屈服变形部分；进一步研究发现硅纳米线的杨氏模量和强度极限随着尺寸增大而增大，尺寸效应随尺寸增大而逐渐减弱。