煤炭分选可以有效脱除原煤中的矸石和硫磷元素,是节能减排、实现煤炭清洁利用的重要手段。随着我国煤炭工业战略西移,干法选煤对于西北干旱半干旱富煤、缺水矿区的重要性日趋明显。振动式弛张筛是一种用于干法选煤的关键设备,被广泛用于潮湿细粒原煤的脱粉作业,其工作性能和稳定性直接影响整个洗选系统的正常运行。由于振动弛张筛结构的复杂性和特殊性,在实际运行中存在振幅稳定性差、筛面参数难以确定、弹性元件易损伤、发热等问题,而传统的静态设计方法已无法满足振动弛张筛的动态设计要求。基于此,本文综合采用理论建模、仿真分析与试验测试相结合的方法,研究了柔性体筛面的挠度分布、材料参数反演、复杂激励下的运动形态,从动力学角度分析了筛体的模态特性和运动稳健性影响因素,基于混合阻尼模型和结构-热力学联合仿真,分析了剪切橡胶弹簧的频-幅变特性和温度场分布,所得结论为振动弛张筛的动力学设计与关键部件优化提供了理论依据。主要研究工作如下:基于应变能理论和拉格朗日泛函变分方法,建立了一种两端固支约束条件下的筛面超静定压杆模型,并利用摄动法获得了描述筛面挠度与筛面长度及预压缩量之间关系的隐式方程,数值分析了筛面长度和预压缩量对筛面整体挠曲线形态和中点最大挠度的影响规律,利用回归分析法建立了计算筛面中点最大挠度的回归方程。筛面挠度的现场测试结果表明,所提出的超静定压杆模型具有较高的计算精度。利用基于梯度的单目标优化方法优化算法,结合筛面有限元模型和试验数据,提出了柔性筛面材料参数的优化反推方法,结合超静定压杆模型的计算结果,建立了水平挠曲-竖直振动复合激励下的柔性筛面运动学模型,利用响应面试验法,研究了各激励参数对筛面挠度、速度、加速度的交互影响机理,建立了筛面中点挠度、速度和加速度与激励参数间关系的近似数学模型,并利用模型机进行了有关测试试验,验证了模型的准确性。针对圆振动弛张筛平面耦合摆动及振幅衰减的问题,建立了平面耦合6自由度动力学模型,得到了系统各阶模态频率和振型分布规律。通过灵敏度分析,研究了结构参数对动态特性的影响规律,提出了增强系统稳定性的设计原则。基于弹性混合阻尼模型,对剪切橡胶弹簧的动态恢复力进行了参数识别,获得了振动频率和振幅对恢复力的影响规律,利用响应面法构建了弹性混合阻尼参数的幅频变模型。建立了包含非线性恢复力的多自由度动力学方程,提出了基于遗传算法和状态空间法联合的求解方法,并通过振动测试验证了模型的准确性。针对剪切橡胶弹簧易损问题,在测定橡胶剪切弹簧损耗曲线和激励荷载的基础上,利用有限元静力学-热力学耦合分析方法,得到了不同频率、振幅条件下的剪切橡胶弹簧应力和温度场分布规律,分析了橡胶弹簧的破坏路径和内部温升规律,所得仿真结果与实测结果具有良好的一致性。本论文有图108幅,表42个,参考文献158篇。