碳纤维复合材料以其优异的性能,密度低、重量轻、比强度和比模量高,被广泛的以板壳结构的形式应用在航空航天、特种装备、军工和汽车部件等领域。碳纤维复合材料由于其更加轻薄的特性,受到环境等因素产生的激励影响变大,更容易产生幅度较大的振动,又考虑到复合材料的各向异性属性,使得碳纤维的材料特性极为特殊。用来作为增强体复合材料是碳纤维最显著的用途,一般都是将其与其他材料进行配合来应用到层合结构中,而压电材料是现阶段振动抑制的研究热点。因此,展开对碳纤维板及其改性压电层合结构的振动特性的研究意义重大。本文针对复合材料层合板的固有特性和振动谐响应进行了有限元分析和实验研究。首先对碳纤维的应用现状、复合材料及压电层合板的振动研究现状和振动实验的研究现状进行了介绍,然后对各向异性本构方程和有限元分析原理进行了概述。采用有限元仿真的方式分析了碳纤维层合板和压电复合材料层合板的固有特性和位移响应,并对碳纤维板进行了实验分析验证。本文的主要研究内容可以归为以下几个方面:（1）基于复合材料的各向异性特征,考虑层合板不同的铺层角度和厚度,通过有限元分析软件,建立了碳纤维复合材料层合板的动力学模型,采用模态分析的方法分析了四边简支条件下的复合材料板的固有频率和振型,并对其进行了谐响应分析。结果表明,固有频率随着铺层厚度的增加而增大,且相比单向板,带铺层角度会提高各阶固有频率,振型也发生改变,同时会降低响应振幅,其中[0/90/0/90/0/90/0]铺层的位移响应最小。（2）基于压电材料的机电耦合特性,考虑三种压电材料的铺设方案,建立了各向异性压电-碳纤维层合板有限元模型,计算得到了压电-碳纤维层合板的固有特性数值,比较了不同的压电层铺设方案对压电-碳纤维层合板固有频率和振型的影响,同时进行了谐响应分析。结果表明,三种方案均会提高各阶的固有频率,不同阶次的振型也会发生改变,且相对于无压电层方案,位移响应都得到减小,具有减振效果,其中压电层交叠铺设的谐响应振幅最小。（3）选用预浸料材料制作相应的碳纤维板实体模型,并根据流程搭建振动台测试系统,将碳纤维板四边简支约束后对其进行扫频激励以及定频激励测试,得到板的各阶固有频率以及共振频率响应。结果表明,固有频率实验数据与有限元模拟结果相符合,验证了有限元模拟的有效性。碳纤维板各阶的共振响应随着激励的增大而增大,且随着激励从1g增大到4g,各阶对应的固有频率向左发生偏移,具有软式非线性特征。