石墨烯虽然被发现的时间不长，不过国内外已经针对它进行了大量研究。

首先，有研究人员以量子力学为基础，对有限尺度的石墨烯施加轴向拉伸的载荷，观察其变形情况并计算出了临界破坏载荷；其次，有研究人员对在拉伸作用下的单层石墨烯薄膜进行过分子动力学模拟，得到了应力与应变变化的相互关系，同时，通过分子动力学模拟，再结合连续体模型，已经探索了石墨烯薄膜在弯曲，拉伸，剪切等载荷下的变形行为。然后，以非局部连续介质理论为基础，有科研人员对石墨烯在弯曲和振动的非局部效应做了探究。最后，还有科研人员利用原子力显微镜，结合力学分析模型，做实验来测量出一系列压痕载荷与压痕位移，并通过它们之间的关系曲线，得出了石墨烯的一些力学性能参数。87616

此外，石墨烯还是一种新型纳米材料，不过此前碳纳米管增强复合材料的调查主要集中在其材料特性和结构模型。由于复合材料的系统的性能高度依赖于加强件和基质材料的界面特性，有研究人员已通过分子力学模拟和弹性计算，报道了碳纳米管增强聚苯乙烯复合材料的界面特性。他们发现，CNT-聚苯乙烯系统的界面剪切应力约为160兆帕，比大多数的碳纤维增强聚合物复合系统显著高。检测CNT /聚苯乙烯和CNT /环氧树脂薄膜的机械性能的结果表明，这些聚合物在纳米尺度很好地粘附在CNT上，CNT-聚合物界面剪切应力对于CNT /环氧树脂和CNT /聚苯乙烯（在0 K）分别约为138和186兆帕。添加重量1％的纳米管并均匀分散于整个聚苯乙烯基质，在复合膜的拉伸测试结果中表明弹性模量增加36-42％，断裂应力增加25％，这意味着在整个纳米管基质界面载荷传递显著。

引入碳纳米管的聚合物基质可以大大改进所得纳米复合材料的机械性能，如拉伸强度和弹性模量。碳纳米管增强复合材料（CNTRCs）的调查都集中在材料特性，研究人员已发现，高分子复合材料的机械，电和热性能可以通过添加少量的碳纳米管被大大改善。现存的研究已经证明，在苯乙烯 - 丁二烯共聚物中加入1份（每百份树脂的一部分）的多壁碳纳米管则会导致模量增加45％，拉伸长度增加70％。还有研究人员研究了碳纳米管 - 聚苯乙烯复合载荷传递和变形的机制，发现仅仅重量增加1％的纳米管会导致弹性模量增加36-42％，断裂应力增加25％。此外，还有人发现重量增加2％的纳米管引起了电阻率和复数粘度的明显变化。Odegard等提出的碳纳米管增强聚合物复合材料组成的建模与碳纳米管/聚合物界面通过使用等效连续模型建模作为有效的连续纤维。Gary通过各种细观技术与碳纳米管的有效性能得到CNT的有效弹性性能。Han和Elliot呈现模型聚合物/嵌入单个壁构成的CNT复合材料的CNT的经典分子动力学（MD）模拟成两个不同的无定形的聚合物基质。通过使用MD方法，碳纳米管强化Epon862复合材料的应力应变行为也已被研究。

而且碳纳米管增强复合材料可在梁，板或壳作为结构部件的形式被掺入，有必要观察碳纳米管增强梁，板或壳的全面反应。有研究人员通过使用微机械关系确定纳米管的体积分数计量的弹性常数来提出了纳米复合材料增强束的偏转和应力行为的一个多尺度分析；研究了钢筋经受温度变化和施加电压的表面接合压电体层组合梁的功能梯度碳纳米管的大振幅自由振动；使用有限元方法进行了功能梯度碳纳米管增强复合板的静态和动态分析；用人的等效连续模型，按照Eshelby–Mori–Tanaka方法，使用无网格 kp-Ritz研究了CNTRC板的振动行为；报道了增强复合板和面板功能梯度碳纳米管的一些典型力学分析。