破碎和磨碎作业是冶金、矿山、建材、化工、制药等诸多领域利用资源的主要途径。该作业能耗极高，耗能总量占电力总消耗的15％。统计表明，破碎段以总能耗的10％实现约50的破碎比，而磨碎段以总能耗的90％仅实现约200的破碎比，因此，“多碎少磨”以便充分发挥破碎段的潜力，是实现破磨节能的必然选择。实验也证实，通过超细破碎后，破碎段破碎比增大10倍，而磨碎段破碎比缩小10倍，则整个破磨流程的比能耗可降低10％，产量增大30％。显然，实现上述目标的关键是开发超细破碎机。利用刚体的相对振动对破碎散体物料施加高频冲击力的振动式破碎机是实现超细破碎的理想设备之一，目前已经出现了多种形式的振动破碎机。刚体在对其间散体施加高频冲击的同时，会受到散体的等量反作用力，使该振动系统成为一类特殊的刚-散耦合多自由度非线性振动系统。如何控制和利用刚散耦合冲击效应，是振动破碎机动力学设计理论研究的核心问题，但迄今缺乏深入的研究。本文首先通过刚性金属容器内颗粒层的受压破碎试验，得到了压载荷作用下料层的本构关系；然后建立了单质量刚散耦合振动冲击破碎系统，利用数值分析方法对该系统的非线性动力学进行了理论分析，得到了冲击破碎力随间隙和料层参数等的变化规律；建立了振动辊式破碎机的动力学模型和系统的6自由度动力学方程，通过数值分析方法，对该系统进行了非线性动力学分析，求得了系统的动力学响应及其动颚的运动轨迹。最后，对振动辊式破碎机进行了性能实验，证实了在数值求解中得到的双腔不对称振动冲击现象。