运用分子动力学模拟(MDS)对石墨烯(GR)增强丁腈橡胶(NBR)复合材料的力学性能和摩擦学性能进行研究。采用恒应变法计算结构的力学性能,并运用自由体积理论对材料力学性能增加的机制进行解释。建立纯丁腈橡胶和石墨烯/丁腈橡胶复合材料两种分子模型,分别对顶部和底部的铁摩擦配副施加剪切载荷,以研究石墨烯改善丁腈橡胶摩擦学性能的机制。研究结果表明,在橡胶中加入石墨烯,增加了复合材料结构的致密性,使复合材料体系的刚性得到增强,力学性能得到提升;石墨烯与聚合物分子链之间存在较强的相互作用,降低了Fe层对复合材料的磨损消耗。该研究从微观尺度分析了石墨烯增强聚合物性能的机制,丰富和发展了橡胶摩擦学理论。