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栓接是数控机床大型结构件固定连接的主要形式，其结合部动静态特性是影响数控机床精度与可靠性的关键所在，已成为数控机床结构优化与性能提高的重要基础问题。在栓接结合面研究领域，学者们分别从宏观和微观角度对栓接结合部动静态特性进行了大量研究。 为了进一步研究栓接结合面的微观接触机理，更准确的揭示栓接结合面的力学行为，本文在多尺度理论及接触理论的基础上，从微观角度对栓接结合部的接触机理进行研究，建立了栓接结合面接触刚度模型，并且进行了仿真与实验验证，得到较好的结果。主要研究内容如下: (1)介绍了多尺度理论的产生和研究意义，研究粗糙表面的多尺度表征方法，进而基于Archard“球对球”接触模型，考虑微凸体由弹性变形向弹塑性变形转换的过程，从结合面单个微凸体的接触、单个微凸体的法向接触载荷及接触面积、粗糙表面的真实接触面积等方面论述了结合面多尺度接触模型。 (2)基于栓接结合面多尺度接触模型，研究建立了结合面的法向和切向接触刚度模型，并通过数学仿真分析了结合面法向接触载荷、材料特性参数以及多尺度参数对接触刚度模型的影响。 (3)基于ANSYS和HYPERMESH有限元软件，在栓接结合面的有限元建模过程中，利用HYPERMESH软件将两个接触面网格节点划分成一一对应，再对应节点处采用MATRIX27单元连接，通过定义MATRIX27矩阵单元，建立了结合面的刚度接触单元，将接触刚度模型应用到栓接结合部有限元模态分析中，获得不同预紧力下栓接结合部动态特性，并通过锤击法模态实验，获得栓接结合部在不同预紧力下的固有频率、振型，与仿真结果进行了对比，验证了模型的准确性，并分析了模型的应用效果。