机械结合部作为机械系统中一种固有的结构形式,由于它在外加载荷的作用下表现出既有弹性又有阻尼的复杂动力学特性,对机械系统整体的动态性能产生显著的影响。以机床为例,有研究证实,机床结构中结合部的弹性和阻尼往往比结构本身的弹性和阻尼还大,所以结合部对机床的整体动态性能有着关键的影响。事实说明,在进行机械动态设计时,建立准确的机械结构动力学模型的关键在于能否获得合理的结合面动力学参数以及能否得到结合面本身的动态特性的作用机理和合理表征。所以,研究结合面的动态特性具有十分重要的意义。结合面的研究工作可分为宏观研究和微观研究两方面,宏观研究一般是用弹簧和阻尼器模型来表示结合面,建立起振动系统的总体模型。微观研究主要是通过结合面变形的物理机理和结合面内阻尼特性的实验和分析来得到结合面的特性。本课题是云南省应用基础研究计划项目“机械结合面动态特性理论及应用研究”的一部分。本文结合目前国内外研究现状,针对机械结构中结合面的特点,对典型的螺栓结合面动态特性进行研究。应用固定的12弹簧-阻尼模型对结合面进行建模,运用有限元分析与实验模态分析相结合的方法对结合部等效参数进行识别。通过研究不同表面粗糙度、不同结合面法向压力、不同结合面积的结合面动态特性,分析了表面粗糙度、法向压力和结合面积对结合面特性参数的影响。对比数据可知:随着结合面粗糙度的增大而减小。结合面刚度和阻尼随着结合面法向压力的增大而增大。随着结合面积的增大而增大,但是并不是严格的成正比增大。本文利用经典接触理论给出了单对微凸体接触时的法向刚度和切向刚度公式,从粗糙面间的微凸体接触来分析和解释外界条件对结合面刚度的影响。然后对结合面阻尼的产生机理做了详细的介绍和归纳,分析和解释了外界条件对结合面阻尼的影响。结合面特性研究的根本目的就是为了工程应用。本文利用三维建模软件SolidWorks和有限元分析软件ANSYS基于吉村允孝法对XK8150数控铣床中的实际结合面动态特性进行了研究,对比了在考虑结合面和不考虑结合面时XK8150的不同的模态振型。为进一步提高机械结构的计算机模拟的精度提供参考。