题目：石墨烯的动力学特性分析

单层石墨烯(Graphene)是由碳原子通过共价键结合而成的具有规则六方对称的理想二维晶体，碳原子紧密堆积成二维蜂窝状结构，是继富勒烯(C60)和碳纳米管(CNT)之后的又一种碳质新材料，是构建其他维数碳质材料的基本结构单元。由于其特殊的分子结构特性，石墨烯具有很好的机械性质，实验测得的石墨烯杨氏模量高达1TPa。此外石墨烯还具有极高的硬度，结合其极高的杨氏模量，使石墨烯有可能成为优秀的微型压力和力学传感器及共振器材料。本文主要采用数值模拟方法，结合理论分析，探讨了石墨烯柔性节点模型的力学性能以及石墨烯受冲击载荷下的动力学特性。具体工作包括：

首先，引入等价柔性节点模型，分析了锯齿型和扶手椅型模型的主要力学参数以及尺寸因素对其力学参数的影响。研究发现单层石墨烯的力学参数主要由其尺寸长度决定，并且随着尺寸的增加其主要力学参数趋于一个固定值。对模型进行模态分析，探讨了两种手性模型的自由振动规律。并进一步分析了约束形式导致的振动特性的改变。

引入了结构缺陷，详细分析了空位缺陷对模型力学参数和振动特性的影响，并与完好模型的结果进行对比。对缺陷模型进行了大变形的拉伸分析，讨论了缺陷导致的模型失效形式。

最后利用冲击动力学方法，对石墨烯进行了非线性的冲击吸能特性分析，分析了材料压缩变形机制和比吸能参数。分析发现不同手性的模型具有完全不同的变形模式和失效机制，并且所有手性的模型都具有很高的比吸能，说明石墨烯具有良好的冲击吸能特性。