该文研究了轴向运动悬臂梁和旋转梁这两类梁的非线性动力学与振动主动控制问题,结构间隙的考虑是该文的创新之处,主要工作集中在以下几方面:1.研究了支座处间隙碰撞对轴向运动悬臂梁横向振动的影响.采用二状态弹簧—阻尼器碰撞模型表征间隙碰撞特性,建立含间隙轴向运动悬臂梁的横向振动方程和有限元模型,从能量角度分析了系统的稳定性.通过数值仿真,着重研究了间隙的大小、位置等对匀速运动梁横向振动的影响.2.利用多尺度法推导出含间隙轴向匀速运动悬臂梁横向振动的一阶近似解析解.为了从理论上把握间隙碰撞过程中轴向运动悬臂梁的动力学行为以及碰撞对梁横向振动的影响,利用多尺度法推导出一阶振动模态下轴向匀速运动悬臂梁横向振动的近似解析解.3.设计了轴向运动悬臂梁趋近律方式下的变结构控制.建立无间隙轴向运动悬臂梁在模态状态空间的控制方法,研究了系统在该空间和独立模态空间采用趋近律方式的变结构控制,在此基础上设计了考虑支座处间隙碰撞的梁的变结构控制,并采用趋近律变结构控制对有、无支座间隙的两类轴向运动悬臂梁的横向振动控制做了数值仿真,结果表明这种控制方法可有效抑制梁的横向振动.4.研究了轴承处间隙碰撞对旋转梁横向振动的影响.针对滑动轴承支撑的旋转梁,考虑转轴与轴承之间的间隙碰撞,利用广义Hamilton原理建立系统的非线性动力学方程和有限元模型,通过数值仿真研究了这一刚一柔耦合系统刚体运动与柔性梁横向振动的相互影响.结果表明,间隙碰撞对柔性梁横向振动频率的影响很小,但会减弱梁的某阶与刚体转速有关的高频振动,并随间隙的增大减弱程度降低,这对梁的振动控制有一定意义.5.采用结合正位置反馈与动量交换反馈的振动控制策略抑制旋转柔性梁的横向振动.正位置反馈抑制旋转梁的横向振动,动量交换反馈控制刚体的转动姿态.振动控制仿真结果表明,这种控制策略比单独的正位置反馈可更有效抑制柔性梁的振动.6.对轴向运动悬臂梁和旋转梁的间隙碰撞等动力学以及压电式振动主动控制进行了初步的实验研究.间隙碰撞对轴向运动悬臂梁高频振动的减弱作用在实验中有所显现.正位置反馈控制两类梁的横向振动有一定效果.