本课题是国家973项目“多场强作用下的结合面物理参数表征”的子课题：结合部系统动态特性耦合模型的有限元法和国家重大专项“高档数控机床与基础制造装备”的子课题：立式铣车复合加工中心动态性能分析与试验及机床动态响应分析的一部分。本文在收集、分析及掌握国内外已有的研究成果和经验的基础上，针对接触系统和结合部的参数识别及性能优化技术问题，采用理论、仿真与试验相结合，互相验证的方法进行研究。本论文主要包含以下几方面的内容：　　 一、基于虚拟材料方法的结合部有限元建模方法研究。通过有限单元模型动力学分析，建立包含虚拟材料结合部的有限单元模型。搭建实验平台，分别对单个零件进行参数识别，然后在非线性问题的线性化处理后，对包含结合部的整机进行动态分析，得出的模态前三阶频率与迭代计算结果误差在+8％以内，仿真结果与实验结果的对比说明利用此方法进行结合部参数识别具有一定的可行性。　　 二、通过表面形貌测量仪获取粗糙表面的轮廓数据，拟合生成粗糙表面轮廓曲线，在此基础上建立考虑摩擦的二维粗糙表面的有限元弹塑性接触模型。计算结果表明，粗糙表面的接触仅限于很少的点上，真实的接触面积远低于宏观的接触面积，接触点上的应力远高于基体内部应力。采用不同几何尺寸的试样实验，获得的结合部法向刚度数据与计算结果能比较好地吻合，实验结果与计算结果的一致性表明该方法是有效的。直接采用表面二维轮廓数据建立接触模型估计接触刚度，这是采用本文方法的一个优越性。　　 三、分别对秦川机床厂车铣复合机床的立柱和宝鸡机床厂机床床身进行了静态与动态分析及优化，达到提高整体刚度目的。采用六面体的等参数单元模拟结合部的接触特性单元，对包含导轨结合部的宝鸡机床厂的车床整机进行静动态性能分析、计算，床身经过优化修改后，结点相对位移明显较小，结果表明床身优化后刚度明显提高。