二氧化锆纳米管(ZNT)以其独特的物理化学性能成为了纳米材料领域大受欢迎的材料之一。然而如今对ZNT的研究大多数是实验研究,理论研究与数值模拟极少,导致实验研究与生产实践中缺少相应的理论与数据指导。本文选用全力场模型,应用分子结构力学原理研究ZNT的力学性能,从理论上推导出锆氧键的基本力学参数,后以ANSYS为依托对ZNT进行了数值模拟。基于小变形将锆氧化学键等效成Timoshenko梁,应用分子结构力学原理结合全力场(UFF)模型从理论上计算出了等效梁的长度、直径与弹性模量。然后以此为基础在有限元分析软件ANSYS中实现了ZNT的实体建模。等效梁泊松比的确定是贯穿于整个研究过程中的难题。研究者经过大量的论文查阅与大量的数值模拟后发现了ZNT的弹性模量和泊松比与等效梁的泊松比呈线性相关关系,并且二者的相关系数在0.998以上。由此,本文创造性的提出了线性拟合的方法解决了锆氧化学键泊松比无实际物理意义同ANSYS数值模拟计算必须要用到等效梁泊松比这一矛盾。在经过大量的计算之后得到符合ZrO2单胞弹性模量的实验值并且满足ZNT在模拟中结果收敛要求的等效梁的泊松比为1.768。以理论推导和收敛性计算为基础,利用有限元软件ANSYS对ZNT的弹性模量、泊松比和一阶固有频率进行了分析研究。分别研究了长度、直径、手性对ZNT弹性模量和泊松比的影响,并分析了造成相应影响的原因所在。以手性为(12,12),长度11.6395nm的ZNT为代表分析了ZNT的低阶振动模态。探讨了ZNT的长度、直径、手性和不同的约束形式对ZNT的一阶固有频率的影响。