水凝胶是一种由水和三维聚合物网络组成的柔软材料。网络中的交联网络包括共价键化学交联或非共价键的物理交联,其含水量高、生物相容性性好、可塑性强并且具备生物降解性,并且还具备非常优异的机械性能。广泛应用于食品农业领域、药物输送和人工组织的医用材料领域、柔性传感器等智能材料领域。具备良好的机械性能是材料发挥其各种性能的基础,然而由于现有实验手段和仪器表征手段的限制,对于水凝胶微观结构的演变过程难以观察,现有的增韧机理还有待补充。我们通过粗粒度分子动力学的方法,进一步的通过水凝胶在拉伸断裂过程微观的网络结构的变化来揭示水凝胶的增韧机理,因此我们针对性的开展了以下两个工作:（1）基于非共价键和共价键的物理化学双交联单网络水凝胶断裂性能的分子动力学模拟我们在提前标记好的交联珠之间通过设定不同的相互作用强度来模拟不同类型的非共价键交联网络,探究了非共价键的物理网络和化学网络的比例、化学网络交联键强度以及物理网络交联强度对凝胶机械性能的影响,来系统的研究水凝胶的断裂和增韧机理。我们发现在中间程度的物理化学网络比例之下,这种协同效果最佳。同时随着化学网络比例增加,断裂键的数目和断键速率逐渐增大,材料表现一定程度的脆性。对于物理网络,物理交联团簇在拉伸过程中发生了破坏和重组,从而消耗更多的能量并且提高了断裂能。通过应力分解发现,在小应变时,应力主要由物理网络承担,而在大应变时,应力主要由化学网络承担,这表明了二者在增强水凝胶机械性能上的协同效应。最后物理网络将薄弱区域分隔开来,并防止拉伸过程中小孔洞发生合并,从而孔洞的数目更多且更分散,有效的分散了应力防止应力集中。（2）基于非共价键的物理双网络水凝胶断裂性能的分子动力学模拟该工作构建了包含弱相互作用的第一网络和强相互作用的第二网络,探究了双网络体系相较于单网络体系的增强增韧表现情况和内在机理;第一网络交联键相互作用强度和第一网络交联密度占比对凝胶断裂性能的影响。结果表明,相对于单交联网络体系,双网络体系的最大应力、断裂伸长率和断裂能都有明显的提升,这是由于两个网络之间相互穿插,增强了分子链的缠结程度,缠结点在拉伸过程中也可以通过解缠结来耗散能量。同时越强相互作用能的物理交联网络,聚合物网络更加完整,有利于应力传递,同时增加了聚合物网络通过分子链滑移和解缠结耗散的能量值。我们发现强相互作用的第二网络比例过高会带来负面作用,网络间的吸引作用会使得第二网络团簇逐渐合并,不利于第二交联网络的能量耗散。在第一网络占比为70%时断裂能最大,这是因为低交联密度的第二网络网络参与能量耗散同时保持聚合物网络的完整性,这两种机制达到了最佳的平衡状态,从而具备较强的机械性能。