自碳纳米材料二十世纪八十年代被发现以来，因其在力学、电学等领域有着优异的性质，受到众多科学工作者的青睐。对其力学性能的评估更是成为热门课题，一些科研工作者采用实验对碳纳米管、石墨烯力学性能进行研究的同时，其他人采用理论模型和数值模拟的方法进行了分析。数值模拟方法有两种等效模型，离散的分子动力学模型和分子力学模型能够很好的模拟碳纳米管、石墨烯，精确性高，但建模麻烦，效率较低；连续介质模型，包括梁、壳等模型来模拟碳纳米管、石墨烯，其特点为效率高，但精确性较低，本文意在通过用基于分子力学的离散模型得到的碳纳米材料的等效力学性能，来对连续介质模型进行定义和修正，进而得到精确，高效的碳纳米材料力学性能分析的连续介质模型。本文的主要内容有以下几部分：1.利用石墨层单胞体内的能量等价，求得分子力学的力常数和两种结构模型力学参数之间的关系，对Li和Chou模型的力学参数进行修正，得到的结果较为准确，为碳纳米管的模拟提供了准确的力学参数求解方法。2.基于分子力学方法对石墨烯的等效弹性模量、等效泊松比进行了解析求解，并采用了柔性节点模型和刚性节点模型，分别对石墨烯的面内力学性能进行数值模拟。3.采用柔性节点模型，数值模拟碳纳米管的弯曲刚度与碳纳米管的手性，长度，直径等影响因素的关系，得到了碳纳米管等效弯曲刚度的数值计算归纳公式，并解析分析结果很好吻合。4.采用柔性节点模型，数值模拟分析了碳纳米管的固有频率和固有阵型与碳纳米管的手性，长度，直径等影响因素的关系；利用解析的方法分析了碳纳米管振动模态与碳纳米管弯曲刚度的关系，并与数值计算结果相对比，得到了较为准确的碳纳米管振动模态。本文基于分子力学方法，采用Shi的柔性节点模型，用离散的模型对碳纳米管的弯曲刚度和振动模态进行了系统的分析。所得碳纳米管的等效弯曲刚度和碳纳米管的等效抗拉刚度可给出与解析解吻合良好的力学性能预测结果。此公式为碳纳米管的连续介质模型模拟提供了可靠的参数依据，将离散的分子力学模型的精确性与连续介质模型的高效性相结合，为碳纳米材料的数值模拟提供了更加准确，高效的模型。