随着机床研发的微型化和高精度化需求,机床导轨结合面的接触行为对机床整机有着越来越重要的影响。传统力学是在大尺度下来进行结合面接触行为的分析研究的,忽略了许多小尺度下的参数信息。在微观状态下,工程实际接触表面其实是许多微凸体之间的相互接触。这种接触行为也是现代摩擦学的重点研究问题。目前针对表面接触问题的分析都是基于统计学方法或者实测数据来进行的,前者不具备工程实际中的时变行,而后者的工作量太大。本文首先对粗糙表面的表征方法做了介绍分析,对比研究后采用了基于分形理论的数值模拟方法和基于实测表面形貌数据逆向建模方法来表征粗糙表面形貌。本文借助LI-3型表面形貌测量仪对不同粗糙度(Ra=3.2、Ra=1.6、Ra=0.8)的铸件加工的实验试件进行了三维形貌测量,得出了形貌数据。对所得数据进行相关位置的截取,得到该位置的二维轮廓曲线。运用结构函数法分析了截取的数据,验证了工程实际表面具备分形特征并得出了相关分形参数。根据计算所得的分形参数,结合W-M函数,运用Matlab软件建立了对应的分形模拟表面模型。对实测和分形模拟的两种表面形貌模型的形貌数据做了相应格式转化,导入Solidworks软件建立对应的表面实体模型,继而借助ANSYS有限元分析软件建立有限元接触模型,不同粗糙度情况下分别对两种模型的接触状态仿真分析。对比仿真结果,寻找两种类型模型之间的参数变化规律,得出一定条件下分形模拟表面能够代替工程实际表面进行“事前”分析。本文还对相同粗糙度情况下不同采样长度所得的实测粗糙表面形貌模型分别做了接触分析,总结了5种不同采样长度所对应实测表面形貌模型的接触面积、最大变形量与载荷的曲线关系图。对后续研究建立一个只关系于一定参数的统一多尺度模型,是有良好的验证和参考价值的。