面对当前制造装备产业的不断壮大，我国对高品质、高效率的精密机床需求量逐步增加，同时重型机床装备在我国电力、航天航空、大型船舶等众多领域中也尤为重要，成为不可或缺的因素。经研究发现，重型龙门机床中横梁结合部具有大尺寸性、非均匀性的特点，所以对整机性能的影响最为明显。结合部对机床整机的影响具体表现为：超过90％的阻尼、50%的总柔度、50%的动刚度以及30%-50%的静刚度的影响。由于结合部接触形式较为复杂，难以模拟其真实情况，从而导致对提高机床整体性能的研究停滞不前，同时重型龙门机床属于国家战略储备物资的重要部分，欧美等发达国家一直对我国采取封锁和禁运政策，所以提高我国自主研发机床的加工精度、加工效率等方面是当务之急。因此，为了预测与优化机床的整机性能，需要对结合部深入研究。　　对重型龙门机床横梁结合部的研究如下：　　首先通过对结合部的国内外研究现状进行分析研究，应用赫兹理论研究结合部接触表面的微观接触形式，从而提出虚拟梯度材料层建模方法。该方法是将结合部接触表面间假设有一层虚拟的材料，尺寸与所属结合部尺寸相等，并考虑横梁结合部的大尺寸性导致虚拟材料层非均匀受力。根据机床实际数据为参数，推导出虚拟梯度材料层的特性参数公式。并以此为基础计算出横梁结合部的具体数值，利用ANSYS Workbench软件进行分析求解。　　然后利用试验模态分析技术对理论数值进行验证。实验首先设计出适合横梁结合部这种大尺寸结合部的实验方案并选取合理的测试位置与激励点，然后提取被测试试件的测试信号进行参数化处理后得到被测试件的真实固有频率值。对比实验数据与理论数据，利用误差公式计算数据误差，确定误差在合理的范围内后可证明虚拟梯度材料层建模方法的准确性。　　最后从虚拟梯度材料层法出发，通过修改结合部的材料、加工表面粗糙度、初始面压力的具体参数值对机床特性与规律进行分析研究。