叶轮叶冠片作为叶轮类机械的核心减振装置之一,其通过相邻叶冠片之间的振动碰撞实现叶片系统能量耗散,含间隙非线性碰撞会导致系统出现复杂的谐波响应,其中次谐波响应会影响减振效果。本文旨在研究相邻叶冠片间的振动响应以及动力学行为特征。首先,建立一类叶冠片两质体刚性斜碰撞的动力学模型,同时建立该模型的运动常微分方程组,运用多参数协同求解的方法,分别选取碰撞截面和时间截面作为Poincaré映射截面,推导周期性存在的条件。利用半解析法得到Poincaré映射的Jacobi矩阵,基于刚性斜面瞬时碰撞为参考界面,碰撞碰撞过程动量守恒。利用冲量-动量定理和Poission假设分析了两质体斜碰撞条件和碰撞前后的速度状态关系,确定碰撞后的状态方程,分析两质体斜碰撞时外激励频率参数该系统动力学性能的影响。通过研究两质体斜碰撞振动机理,发现斜碰撞系统的稳态响应经历了Hopf分岔和倍周期分岔,使得系统稳态周期性碰撞产生了不同周期运动,Hopf分岔和边界激变使系统进入混沌状态。其次,从汽轮机整圈冠状叶片中简化出了三质体斜碰撞振动的系统作为理论研究的动力学模型。由于多自由度系统的斜碰撞振动研究涉及到系统建模以及碰撞前后各个自由度的速度跃变关系。因此,三质体碰撞动力学模型研究了前后各个质体的速度和位移的跃变关系,然后,采用四阶龙格库塔积分法进行数值积分,通过控制外激励的状态参量的变化量,选取Poincaré映射截面图、相图和时间历程图,对三质体斜碰撞振动系统的动力学进行了详细的分析。研究表明,在系统低倍外激励频段区域内,三质体斜碰撞系统的稳态响应极为不稳定,存在着多类周期性运动的转换和大量小段混沌运动的出现。中倍频段内,系统的稳态响应存在着多段的周期运动,系统的运动状态相对比较稳定。在高阶频段内,系统又出现多段的周期性碰撞和混沌运动的变换。最后,对三质体组成的斜碰撞振动运动的幅频特性图和系统各个质体机械能损耗分析,总结出了三质体斜碰撞振动系统的减振特性。研究结果表明,对称性质体的斜碰撞会耗散质体自身的机械能,通过合理选择系统的参数,可以使系统的主元件受迫振动的能量被系统副元件组成的辅助系统在碰撞过程中所吸收,从而使三质体构建的斜碰撞系统主元件达到减振的作用。因此得出结论,双侧碰撞比单侧碰撞的系统机械能耗散更加明显,减振效果更优,同时也符合整圈叶片碰撞减振对于实际工业中的应用。