温度变化引起的热变形是普遍存在并且不可避免的。在精密测量或精密加工过程中,热变形行为会引起机械零部件的形状和尺寸发生改变,从而导致测量精度或加工精度的降低,甚至会影响仪器正常的工作性能。随着现代科学技术的发展以及机械加工工艺的进步,热变形已经成为这些领域提高精度的关键技术障碍,因此深入研究机械热变形的机理并准确测量出来,以采取有效措施,最大程度地减小温度的影响,不仅具有重要的学术意义,而且具有显著的实际价值。本文在安徽省教育厅自然科学资金项目(KJ2007B269)的资助下,同时在吸收参考国内外热变形理论研究成果的基础上,主要完成了以下几个方面的研究内容：机械零件在温度场发生变化的情况下,由于其内部形成的应力场会产生应变,从而改变其原有的形状和尺寸。对平板类零件来说,最直接的表现就是其平面度的改变。本文首先对平板类零件的热变形情况进行了定性分析,分析的结果表明平板类零件在热变形前后的形状将不再相似,也即平板类零件在其热变形前后具有非相似性的特点。同时本文利用大型通用有限元分析软件ANSYS对平板类零件进行了热变形仿真,为分析它们的热变形规律及其对加工精度的影响提供了依据。通过利用机、光、电等设备组成的能够进行测温、控温及测量几何量参数的高精度热变形实验装置,对平板类零件在0℃—60℃范围内的热变形情况进行了实验研究,实验结果与仿真结果是趋于一致的,表明了用ANSYS仿真的可靠性。最后比较了三种平板之间热变形的相同点与差别所在,为机械测量与加工过程中基准平面的选择以及进一步的热变形误差修正提供了依据。