碳纳米管和石墨烯具有优异的力学、热学、电学等性能,被广泛应用于碳纳米复合材料的研究与制备中。但两者在结构上具有较大的差异,碳纳米管呈现一维管状,而石墨烯呈现二维片状。所以本文利用两者结构上的特点,将碳纳米管与石墨烯同时用于环氧树脂中,考察两者的组合构型对复合材料力学性能的影响,根据复合材料微观结构的分析,明确碳纳米管与石墨烯对复合材料力学性能的影响机制。本课题利用Materials Studio模拟软件,以碳纳米管、石墨烯、环氧树脂为研究对象,通过改变碳纳米管长度、半径、壁数以及碳纳米管和石墨烯之间的角度、距离,构建不同的碳纳米管/石墨烯/环氧树脂模型体系。利用脚本分别对复合材料模型进行拉伸与石墨烯的拔出模拟,研究复合材料的拉伸力学性能以及石墨烯的界面结合性能的影响因素。根据复合材料的单轴拉伸模拟得出,复合材料中碳纳米管的长度以及碳纳米管与石墨烯之间距离的增加均能够使环氧树脂形成更多吸附层,所以复合材料在碳纳米管轴向上的杨氏模量也随之增加;通过对复合材料在碳纳米管径向上拉伸过程构型图和应力应变曲线的分析得出,复合材料的失效主要由环氧树脂基体与石墨烯表面的分离所致。而碳纳米管与石墨烯两者之间的环氧树脂吸附层具有连接两者的作用,所以两者之间的距离越大,吸附层的分子链越多,复合材料在碳纳米管径向上的拉伸力学性能越好。通过对石墨烯界面结合性能的研究得到,碳纳米管的添加能够提升石墨烯在复合材料中的界面结合性能,并且碳纳米管与石墨烯之间的相互作用能与碳纳米管的长度成正比;而碳纳米管角度虽然不改变石墨烯初始结合能,但是由于拔出过程中与碳纳米管之间的接触部分的不同从而影响石墨烯的界面结合性能;增加碳纳米管的半径、壁数以及减小碳纳米管与石墨烯的距离均能够提升石墨烯的界面结合性能。而通过分析拔出过程中石墨烯的界面粘附能均呈现一定程度的先升高后降低的趋势,但是提高碳纳米管半径与壁数能够提高石墨烯拔出过程中的界面粘附能。