石墨烯是由碳原子组成的层状二维材料,其优异的热学、电学以及力学特性使其在电子、复合材料和摩擦润滑等领域存在巨大潜力。但在制备过程中石墨烯片层间的相互吸引使其无法大规模的生产应用。相比于片层石墨烯,褶皱石墨烯具有较高的有效表面积、出色的抗聚合、抗压和化学稳定性。本文采用分子动力学方法模拟了单层氧化石墨烯在径向压缩下的褶皱过程以及褶皱球结构的压痕过程。研究了含氧基团（羟基、环氧基）对石墨烯片层褶皱行为以及褶皱球结构稳定性和力学特性的影响。主要研究内容如下:（1）制备了不同氧化率和含氧基团比例的氧化石墨烯,建立了氧化石墨烯褶皱过程的模拟方法。在前者的基础上,建立了氧化石墨烯褶皱球结构压痕过程的模拟方法。（2）模拟了不同氧化率和含氧基团比例下氧化石墨烯的褶皱过程。通过观察氧化石墨烯褶皱过程原子结构演变,发现不同含氧基团下片层不同的结构演变行为。由褶皱过程压强变化曲线计算出氧化石墨烯片层的硬度,揭示了含氧基团对片层力学行为的影响。分析原子级势能增量分布与C-C断键、成键位置分布的关系,揭示了C-C断键、成键与变形的关系,并通过对比不同含氧基团下C-C断键、成键数量,发现相比于羟基,环氧基对与其连接的C-C键具有更强的削弱作用。通过褶皱过程断键、成键、碳原子数密度和氢键数量的计算研究了褶皱球结构稳定的机理。（3）模拟了不同氧化率和含氧基团比例下氧化石墨烯褶皱球结构的压痕过程。通过褶皱球结构压痕过程载荷-位移曲线计算得到褶皱球结构每次压缩循环的塑性变形量和刚度,研究了含氧基团对褶皱球结构力学特性的影响。改变压痕实验的压缩方向,研究了褶皱球结构的各向异性力学特性。本文的研究表明,通过改变氧化石墨烯片层上含氧基团的相对比例,可实现对其褶皱行为以及褶皱球结构稳定和力学性能的控制。