飞机以及火箭的表面蒙皮可以简化成壁板结构。壁板处在超音速气流中可能因风速过高而出现颤振。颤振会给壁板带来疲劳损伤以及裂纹等问题,进而给飞行器留下很大的安全隐患。石墨烯增强功能梯度材料由于其出色的光学、热学以及机械性能,在航空航天领域有着非常高的应用前景。目前石墨烯增强功能梯度壁板的颤振机理还不明确,对其展开颤振以及热颤振特性研究有着很高的工程应用价值。本文考虑了超音速气流的影响,分别研究了石墨烯增强功能梯度四边形板的颤振特性,及在热环境下石墨烯增强功能梯度板的屈曲和热颤振特性。具体开展了以下四部分工作内容:1.基于改进的哈尔平-蔡模型计算出石墨烯增强功能梯度板的等效弹性模量、密度和泊松比等物理参数。首先采用一阶活塞理论、一阶剪切变形理论以及层合板理论获得气动载荷作用下功能梯度板的能量方程,然后采用罚函数法处理四边形板的边界条件,最后应用无网格IMLS-Ritz法建立起石墨烯增强功能梯度四边形板的线性颤振方程。2.应用频域法获得气动载荷作用下四边简支石墨烯增强功能梯度板的固有频率和振型。通过对比文献结果与本文获得的各向同性板的颤振特性、四边形各向同性板以及石墨烯增强功能梯度板的固有频率,验证了方法的准确性,之后研究了不同石墨烯参数对颤振边界的影响,分析了四边形板的结构参数对颤振边界的影响,结果表明石墨烯的加入以及分布模式对颤振特性的影响非常显著。3.在线性颤振研究的基础上,考虑温度以及几何非线性的影响推导出方形壁板的能量方程。使用无网格IMLS-Ritz法推导出壁板受气动力和温度载荷作用下的非线性控制方程,并采用完全变换法施加本质边界条件。4.首先将控制方程分解为静态方程和动态方程,然后通过牛顿迭代法求解静态方程获得壁板的屈曲变形,基于频域法求解动态方程获得壁板的颤振边界。通过对比文献结果与本文获得的颤振边界和屈曲边界,验证了方法的准确性,进而对不同温度以及动压下的屈曲变形以及固有频率进行了分析。最后,讨论了不同参数对石墨烯增强功能梯度板的稳定边界的影响。本文系统地研究了不同参数下石墨烯增强功能梯度板的颤振及热颤振特性,对于石墨烯增强功能梯度材料在飞行器结构中的应用具有一定的指导意义。