本文就如何实现机床主结构快速及优化设计等问题进行了相应的研究，测定了结合面的刚度和阻尼系数；研究了获得高刚度和阻尼结合面的设计方法；在考虑结合面接触状态和结合部变形的情况下，建立了综合单元有限元计算分析模型。 提出了一种测试结合面实际接触状态的方法，此方法以相对位移位基础，将模型简化为单自由度系统，消除了基础振动位移的影响，识别精度高。通过实验手段给出了几种工程实际条件下的结合面的相对接触比。通过实验和分析计算的手段研究了设计高刚度、阻尼结合面的方法，研究表明给结合面以合理的预变形后，结合面刚度和阻尼会大大提高，另外，本文还对如何通过计算分析来设计合理的预变形进行了初步探讨。 对弹性夹层板梁结构进行综合力学特性研究，综合考虑薄板变形与结合面的弹性变形的影响，并将双层薄板——弹性夹层作为整体进行分析后推导出了综合单元刚度与阻尼矩阵，其矩阵元素与一般方法建立的单元刚度矩阵明显不同，更真实地反映了结合面的实际情况。 将实验识别出的结合面基础特性数据和综合单元刚度矩阵应用在有限元结构分析计算中。以机床立柱模型为对象进行计算，对结构进行整体受力与振动的计算对比，结果表明，结合面特性和相应的建模方法对整体结构的力学性能有重要影响，计算得到的一阶固有频率相差7.4％。在对结合件进行分析、计算和设计时要综合考虑结合面弹性与薄板弹性的相互影响，考虑薄板的变形因素，而不能仅把单元板看作简单的刚性板，将结合面刚度简单的简化到单元节点上去，这样得出的模型才比较准确、可靠。 另外，为配合本文的理论推导和实验内容，在结合面动态特性的微观研究方面也进行了一些有意义的探索和尝试，介绍了粗糙表面受到载荷作用而发生接触时，微凸体之间的相互作用；对于研究微凸体接触的随机GW模型、轮廓接触面积和接触刚度等问题也进行了相关的描述。