碳纳米管自上世纪90年代被发现以来,引发人们的广泛关注。碳纳米管优异的力学性能使其在纳米谐振器的应用领域具有巨大的潜力。然而作为离散原子体系,其微观非连续本质使其力学性能有着不可忽视的尺度效应,即微尺度效应。对于碳纳米管谐振器来说,其频率高达GHz幅度,刚度的轻微变化将对频率产生显著的影响;而前期关于管长与刚度关系的理论研究存在着较大的争议。相应的实验研究难度大、成本高。因此,研究碳纳米管刚度的微尺度效应具有重要的意义。前人碳纳米管刚度的微尺度效应研究主要有基于原子经验势的数值模拟和基于连续介质理论的连续模拟。前者模拟的准确性依赖于经验势,后者缺乏坚实的微观理论基础,需要其他可靠方法来验证其合理性。为了进一步探究该问题,本文基于分子力学方法,采用高质量的原子经验势,并结合连续理论,对单壁碳纳米管刚度的微尺度效应进行了深入的研究。主要工作内容有:首先,采用优化的Tersoff势,表征不同手性、直径和长度单壁碳纳米管的抗拉刚度。结果表明:微尺度效应降低单壁碳纳米管抗拉刚度,抗拉刚度随长度增加且逐渐收敛。并将非局域一维杆模型与分子力学的结果对比,提取反映微尺度效应的非局域参数,发现反映微尺度效应的非局域参数随直径增大而增大,证实了前人基于早期原子经验势的结果。进一步采用相似的方法表征了单壁碳纳米管的弯曲刚度。结果表明:不同力学边界条件下单壁碳纳米管弯曲刚度随长度增加并收敛。弯曲行为下的单壁碳纳米管非局域参数随直径而增加,从而解决了前人在非局域连续模拟中关于此问题的争议。