随着科学技术的日益发展,自然科学与工程中的非线性问题日益突出,对于非线性振动的研究也成为国内外专家最为关注的课题之一。2006年,Cao等提出了一类新的力学模型,并被国际学术界命名为SD振子,其吸引子被命名为SD吸引子,也是迄今为止人类发现的三大吸引子之一。SD振子是一种具有几何非线性特征的强非线性动力学系统,通过光滑参数α的连续变化,系统表现出光滑非连续特性。本文在数值仿真分析的基础上,首次对SD振子系统的非线性特征进行了实验研究。采用理论分析与实验分析相结合的研究方法,综合运用时域分析、频谱分析、相轨迹分析、庞克莱映射分析方法详细研究了SD振子的动力学行为特征。发现了系统稳态解的转迁规律；确定了系统出现周期、倍周期、拟周期、分岔、瞬态混沌、阵发性混沌等复杂而丰富的稳态解的参数条件；给出了研究该类大变形几何非线性振子动力学特征的实验方法。论文第二章和第三章建立了SD振子力学模型在实验条件下的微分方程,构造了具有SD特征的物理实验模型,搭建了实验研究系统平台,设计了科学的实验方案；对SD振子系统的阻尼进行识别并分析系统对于初值的敏感性,确定了进行实验研究的所有参数。论文第四章到第六章依照实验方案分别对SD振子系统进行了不同激励频率,不同激励幅值,不同光滑参数下的实验研究,对比实验结果与理论结果,全面分析系统在不同参数下的响应规律。研究所得实验结果与仿真结果一致,表明SD振子的非线性动力学行为极其丰富。实验系统的构造说明许多工程问题都可以简化为具有SD特征的力学系统进行研究,论文为实现该类几何非线性振子在工程中的应用提供了理论与实验参考。