双稳态压电俘能器因结构紧凑、性能高且具有非线性动态特性而得到了广泛的研究。本文研究了压电片的布置方式对石墨烯增强双稳态复合材料矩形层合悬臂板的动力学特性的影响。通过理论建模、仿真优化和实验研究相结合的方法进行探索。基于一阶板理论和von-Karman非线性应变-位移几何关系,考虑压电材料的第二类本构方程,结合Chebyshev多项式和Rayleigh-Ritz方法,通过MATLAB计算线性振动方程组获得双稳态压电复合材料矩形层合悬臂板的固有频率和模态。利用Hamilton原理得到其控制方程,利用Galerkin法将偏微分方程离散为常微分方程,并运用多尺度法对其进行摄动分析,通过数值算例,探讨压电片分布模式、尺寸与形状等参数对双稳态悬臂板的主共振等动力学特性的影响。利用ABAQUS有限元软件对双稳态压电复合材料矩形层合悬臂板进行双稳态构型预测及模态分析,两种稳态的前六阶模态振型的仿真结果和理论结果保持较好的一致性。设计了双稳态压电复合材料层合悬臂板实验,研究了双稳态压电复合材料矩形层合悬臂板在外部激发下的非线性振荡和动态穿透现象,得到了幅频响应曲线、分岔图、时间历程图、相图。分析了压电片的分布模式、尺寸与形状等参数变化对其固有频率等动力学特性的影响。该研究将为部分双稳态压电俘能器的设计提供指导。