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对一类具有弹性连接的空间多刚体振动系统建立动力学模型。对弹性元件的位置采用坐标表示方法，运用牛顿法和卡尔丹角的表示方法，描述空间状态下的多刚体、多自由度系统。应用该模型分析大型双质体非线性共振筛，通过设备的低阶固有频率特征和不同测点在工作方向上的振幅及运动轨迹验证模型，模拟调整设计参数后设备不同点的振幅与轨迹，分析设备工作时倍频情况的产生原因。理论结果与实际测试基本一致。文中结果可用于此类设备的动力学性能分析及优化设计。