具有间隙的碰撞振动是工程机械中经常见到的一种现象,这种现象时而有利,时而有害,我们要怎样趋利避害,这也成为当今机械工程中的一热门研究问题。近年来,国内外的许多专家学者对低自由度的碰撞振动现象进行了深入的研究,对于低自由度系统的分岔混沌问题已取得了很大成果;但对于高自由度结合机械本身的研究稍少。本文就工业上常用的一种离心脱水设备——卧式振动离心机进行了非线性动力学的讨论。全文主要工作如下:简单介绍了离心机自身的发展历史以及工作原理;碰撞振动系统在国内外的研究进展与当前存在的一些主要问题,解释了什么是非线性动力学及其主要研究方法,包括不动点与稳定性的判断依据,分岔现象、Poincaré映射以及混沌现象的概念,为下文非线性动力学的研究做铺垫。将卧式振动离心机的工作过程简化为左右二自由度、左右三自由度以及上下两自由度的碰撞振动系统动力学模型,结合牛顿运动定律和碰撞动量定理知识便可得出该过程的运动微分方程;依据机械工作过程中的边界条件求解了该运动微分方程的解,推导了Poincaré映射及其Jacobi矩阵;根据求解系统方程的过程原理从而应用MATLAB软件进行计算机编程仿真;数值理论研究上述三个物理模型的动力学行为。依据碰撞振动过程中的二维(三维)分岔图和Poincaré映射截面图,结合Jacobi矩阵的特征值越过单位圆的数量以及位置来理论讨论了系统运动状态转迁到混沌的复杂的动力学特征;通过对比分析发现,系统从周期运动转化到混沌的过程中有各种各样的分岔类型,其中包括最常见的Hopf分岔、周期倍化和环面倍化分岔,也有余维二分岔,包括Hopf—Hopf分岔、Hopf—Flip分岔等;对卧式振动离心机而言,根据计算机数值仿真结果可以发现:激励频率w、碰撞间隙b、质量比μm、刚度比μk以及恢复系数R等对系统的动力学行为影响很大;对于离心机而言,选择合适的参数可以降低机器的能耗,提高效率;在正文中给出了发生分岔和混沌时各参数的具体数值,这可为离心机的设计优化制造提供一定的参考依据。