在冶金、矿山、建筑、电力和筑路等工业部门，每年有大量的原料需要进行破碎处理。传统的破碎设备结构复杂、造价高、能耗高，运动状态复杂，产品粒度特性不理想。在有关单位的支持下，我们研制成功了结构简单、成本低、运动简单、产品质量高的一种新型振动破碎机。
    在这种新型破碎机中，利用振动来提高破碎效率和能力。被破碎物料既有能量积累又有能量耗散，在内破碎锥和外破碎锥之间起到传递能量的作用，因此有必要把被破碎物料层视为振动破碎机系统的一个组成部分。然而，以往对这类系统进行分析时，都没有考虑物料的影响。为分析振动破碎机系统的动力学特性，必须考虑物料的作用。通过分析物料的破碎过程，可以将物料近似为有间隙的滞回模型。本文以物料的这种有间隙滞回模型为基础，建立了新型破碎机振动系统的力学模型和考虑物料层有间隙滞回力的非线性运动方程，在求得解析解的基础上，对其非线性动力学特性进行了分析。
    在激励力的作用下，新型振动破碎机的内破碎锥绕机器中心线作圆运动，内破碎锥时而靠近外破碎锥，时而离开外破碎锥，实现对物料的有效破碎。在破碎物料的过程中，存在许多非线性因素，其中最主要的是物料层的非线性特性。合理描述物料层的非线性恢复力，对整个振动系统进行动力学分析是至关重要的。
    被破碎物料为散状矿石，在破碎腔内形成具有一定松散度的物料层。在运动的初始阶段，外激励促使内破碎锥朝着外破碎锥内表面方向运动，首先迫使物料层块体相互充填空隙，这一阶段可以视为间隙。充填到一定程度，即越过间隙后，内锥才对矿石产生作用，开始对物料层的正向加载。这时，料层的应变积累不断增加，很多实验已经证实，随着加载过程的不断进行，矿石料层会产生弹塑性变形，并导致矿石脆性断裂。这时，整个料层具有与历史路径有关的滞回特性，即物料的恢复力与内破碎锥相对于外破碎锥的位移之间不是单值关系，而是与加载历史有关的滞回关系。考虑物料层为弹塑性材料及其强化性质，可以用双线性模型近似代替实际的滞回环，卸载过程中，可认为卸载刚度与加载刚度相等，料层进入塑性变形后再卸载，滞回力最终将减至零。
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