几乎所有的机械结构都是通过不同零部件组装而成的。零部件间相互接触的表面称为接触面，或者结合面。为了提高机械结构的性能，对机械结构进行建模并对其性能进行预测是至关重要的。目前的理论及其数值计算方法使得我们已经能够对复杂的机械零件进行精确的建模，然而到目前为止对机械结构整机特性的预测却束手无策。这是由于结合面对机械结构的整体性能有着极其重要的影响，但是对结合面的建模理论却还尚不成熟。　　导轨是机床最重要的结合面之一，而滑动导轨是最广泛使用的导轨形式。本文在粗糙表面分形接触理论的基础上，建立了各向异性磨削导轨结合面的法向接触模型。在模型中考虑了表而微凸体的弹塑性变形、磨削表面的各向异性特性以及微凸体实际的截断面积分布函数。此外，在本文所建立的模型中，微凸体的临界接触面积与微凸体本身的尺寸相关。随着接触载荷和接触面积的增加，微凸体的变形模式从弹性向弹塑性转化，最终变为完全塑性变形。微凸体变形模式的转换与经典接触力学相符，克服了传统分形接触模型的不足。本文为磨削导轨结合面法向接触性能的预测以及对机床进行整机建模和整体性能的预测奠定了良好的理论基础。同时也为一般工程应用中结合面问题的研究提供了一种新的研究思路和方法。具体研究内容如下:　　(1)对分形理论进行了简单介绍，分析了粗糙表面的分形特征以及分形特征参数的提取方法。对磨削导轨结合面的形貌进行了测量，验证了磨削导轨结合面的分形特性，提取了结合面的分形特征参数。　　(2)建立了半球形和圆柱形微凸体的加载接触模型，前者适用于对各向同性表面微凸体的接触性能进行模拟，后者适用于各向异性磨削表面微凸体的模拟。计算了不同干涉量下微凸体的接触面积和接触载荷。干涉量的变化范围覆盖了微凸体所有可能的变形区域，即弹性变形区域、弹塑性变形区域和完全塑性变形区域。建立了弹塑性变形的微凸体的卸载接触模型，在不同的加载条件下，计算了微凸体的卸载接触载荷和接触面积。　　(3)提出了将两个分形粗糙表面的接触等效为一个分形粗糙表面和一个刚性平面接触的方法。对传统的分形表面加载接触模型进行了改进，并在此基础上建立了的分形表面的加载和卸载接触模型。在新的接触模型中，考虑了微凸体的弹塑性变形，微凸体的临界接触而积与微凸体本身的尺寸相关，微凸体变形模型的转换与经典接触力学一致。克服了原有分形模型中只包含弹性-塑性变形以及微凸体变形模式违背经典接触力学的不足。提出的模型适用于各向同性的名义平表面，给研究任意的工程表面提供了理论基础。　　(4)测量了不同干涉量下磨削导轨结合面上微凸体截断面积的分布函数。建立了各向异性磨削表面的加载及卸载接触模型。在所建立的模型中，考虑了微凸体的弹塑性变形、磨削导轨结合面的各向异性以及磨削导轨结合面的截断面积分布。和各向同性表面一样，微凸体的临界接触面积与微凸体本身的尺寸相关，微凸体变形模型的转换与经典接触力学一致。对磨削导轨试验块加载及卸载时的接触性能进行了实验研究，对所建立的模型进行了验证。为磨削导轨结合面的法向接触性能预测以及机床的整体建模和性能预测奠定了理论基础。　　(5)对影响各向异性的磨削导轨结合面接触性能的几种主要因素进行了分析，包括导轨结合面的分形参数和接触面积的分布，导轨结合面的宏观几何误差以及导轨结合面的边界润滑和接触方向。为改进磨削导轨结合面的接触性能提供了理论依据。