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结合部为机床整机提供了超过一半的刚度和大部分阻尼，因此深入研究结合部动力学作用机理，建立适合工程应用的结合部模型显得至关重要。基于分形理论和赫兹接触理论，本文提出一种适合轻载结合部的新型非线性虚拟材料模型，该模型将结合部看做结合部上部分、结合部下部分及中间非线性虚拟材料层三部分组成。与传统模型相比，该模型更为接近结合部作用机理，且应用与工程问题时简便精确。本文主要研究内容如下：（1）利用对数功率谱密度法对粗糙表面轮廓曲线进行计算得出分形维数和分形粗糙度参数。为了研究粗糙表面微凸体平截面积、总