玄武岩纤维树脂混凝土（Basalt Fiber Polymer Concrete,BFPC）材料是一种具有高比刚度、高比强度、低热膨胀系数、良好的和易性等优异性能的矿物复合材料,因而以其制造机床基础件能够有效的提高机床基础件的静、动、热态性能,该材料也因此被认为是在机床基础件制造中具有很好应用前景的材料之一。然而,使用该材料制造的机床基础件中不可避免的存在钢-BFPC结合面,其接触刚度对于机床基础件组件乃至整机的静、动、热态性能有着较重要的影响。因此,研究钢-BFPC结合面接触刚度具有非常重要的价值与意义。现有研究结合面的方法多为分形接触理论,该理论是以结合面实际接触面积为基础展开的,而现有的分形接触理论计算结合面实际接触面积时需要确定微凸体中最大接触面积,而该面积计算较困难且计算结果精度还有待提高。为此,本文对基于离散数值计算方法的钢-BFPC结合面法向接触刚度进行研究,主要研究内容及得出的结论如下:（1）对BFPC试件进行制备并通过试验获取不同预载荷的钢-BFPC结合面的接触印记拓片,接着以钢-BFPC结合面接触印记拓片为研究对象提出一种基于离散原理的结合面实际接触面积比的计算方法。以三类拓扑结构的接触拓片为实例对这一方法的准确性进行验证,最后分别探讨离散等分份数与预载荷对钢-BFPC结合面实际接触面积比的影响规律,得出离散等分份数和预载荷与钢-BFPC结合面实际接触面积比之间的拟合公式,经过拟合得到结合面实际接触面积比随结合面预载荷的变化规律近似幂函数关系。（2）介绍粗糙表面分形特征与传统的粗糙表面分形模型,通过对BFPC粗糙表面三维形貌的测量获得BFPC粗糙表面的功率谱密度函数,进而得到BFPC材料的分形参数D和G。在此基础上,将基于离散原理的结合面实际接触面积比的计算方法与传统的结合面分形接触理论相结合,建立钢-BFPC结合面“离散-分形”法向接触刚度模型,在这一模型的基础上通过理论计算得到预载荷为0.2MPa、0.4MPa、0.6MPa、0.8MPa、1.0MPa下钢-BFPC结合面的无量纲法向接触刚度。（3）通过模态试验的方法来识别钢-BFPC结合面的法向接触刚度参数,将其与通过理论计算得到的钢-BFPC结合面法向接触刚度进行对比,结果表明:两种研究方法计算得到的不同预载荷的钢-BFPC结合面法向接触刚度之间的相对误差均小于6.7%,在一定误差允许范围内,证明了本文建立的钢-BFPC结合面“离散-分形”法向接触刚度模型的正确性。（4）以含有钢-BFPC结合面的BFPC机床床身为实例,基于离散数值计算方法的钢-BFPC结合面法向接触刚度模型建立钢-BFPC结合面虚拟材料仿真分析模型。采用有限元仿真分析方法分别研究考虑结合面与不考虑结合面的BFPC机床床身模态特性,又通过模态试验检测BFPC机床床身的模态特性,并将两种结果进行对比。研究表明:不考虑结合面的BFPC机床床身仿真值较试验结果来说误差相对较大,最大误差达到了15.78%;考虑了结合面的影响后,BFPC机床床身仿真值与试验结果的最大相对误差仅为7.42%。证明了基于离散原理的虚拟材料仿真分析方法的准确性与可靠性,并进一步证明了钢-BFPC结合面对BFPC机床动态特性有较大影响。本文的研究成果可以为含有钢-BFPC结合面的机床基础件乃至其它机械结构的设计制造及其性能预测提供理论支持。除此之外,还可以为机械动力学精确建模、动态性能准确预测及动态优化设计提供理论基础。该论文有图53幅,表15个,参考文献77篇。