巨型重载操作机装备是在极端载荷条件下作业的巨型工业机器人,它的主轴轴承在高温和非连续载荷作用时易造成接触区润滑膜破裂、接触区的弹塑性变形。这些界面有典型的接触行为和接触力学特征,尤其是界面的接触应力非常大,会影响装备的操作性能和操作精度,以及装备的可靠性和使用寿命。因此,操作机间隙铰接触应力的准确求解,对操作机的结构优化,疲劳分析有重要的意义。基于虚功原理的弹性接触问题的线性互补方法,理论推导简便,概念清晰,求解时不需要迭代。本文利用此方法研究操作机的间隙铰在荷载工况下进行接触应力。编制了接触有限元程序,对通过有限元接触程序的数值解与经典赫兹解析解对比,证明了此程序的正确性和可靠性。针对Lemke算法求解由摩擦问题转化的线性互补方程会出现射线解而不收敛的情况,本文运用NCP函数法将完整的接触互补方程转化为非线性方程组来求解。通过选用适合的NCP函数得出了与ABAQUS数值分析一致的结果。最后给出了操作机间隙铰的接触应力分析结果,并与ABAQUS数值分析结果做了对比,结果对操作机的优化设计、可靠性设计和疲劳分析等有重要参考意义。