随着对制造先进机器所需的精密、复杂机床的需求日益增长，中国已经成长为全球最大的机床市场，重型数控机床作为机械工业不可缺少的装备，其性能的优劣直接影响我国工业发展的进程和制造的水平。重型数控机床的结合部对机床整机性能影响很大。其中，30%-50%的静刚度、超过50%的动刚度取决于结合部，而对阻尼的影响达到了90%甚至更多。但是结合面的接触变形比较复杂，在实际测量和建模中都不容易模拟其真实情况，寻求重型数控机床的整体性能就更为困难。因此，结合部的研究对重型数控机床的设计尤为重要。本文首先调查了国内外有关对机床结合部建模的方法和机床结合部特性研究的状况，从赫兹接触理论出发，在微观层面上考虑机床结合面的接触形式，并由此将机床结合面视为一种虚拟介质进行仿真，建立结合部虚拟介质框架，利用赫兹接触理论推导出结合部任意一点的接触应力，计算该虚拟材料的特性参数，然后利用ANSYS Workbench求解结合部整体的固有频率，提取前五阶模态。然后本文利用现有的实验模态技术，选择模态方案，通过对支撑方式、测试点、激励方式等方案的选取，得到结合部试件的测试信号，运用一定的参数识别方法求出试件固有频率和阻尼的真实值，之后跟理论得到的固有频率进行对比，同时，对得到两种固有频率进行拟合，证明理论模型建立是准确的，可以用在重型机床理论建模中，也说明了虚拟介质的推导公式可靠。最后利用理论手段，通过修改动力学模型的参数尺寸等研究了螺栓预紧力、机床材料和加工方式影响机床结合部的相关因素，得到了机床结合部特性与规律。