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对一类两自由度含间隙非光滑弹性碰撞系统模型进行了自由振动状态下的模态分析。在建立系统动力学模型的基础上,基于Galerkin法以不变流形建立了系统的非线性模态,构造出系统的一阶及二阶不变流形,进一步分析了系统各阶模态的动力响应。通过数值仿真,得到了各阶模态的相位图及幅频响应曲线,并应用特征乘子法和Poincaré映射的方法对系统模态进行了稳定性分析。