在大型液压机本体结构中，除了结构刚度、强度的问题之外，采用预紧组合结构形式的机架和横梁的整体性问题，因其与疲劳寿命及负载工况下液压机本体的几何精度相关也成为大型液压机本体设计的重要科学问题之一。预紧是保障组合结构整体性的主要措施。目前液压机机架的预紧参数计算方法依旧沿用着上世纪40年代以“立柱-拉杆系统单纯拉压变形”为依据的预紧力计算模型，该计算模型忽略了横梁与立柱的弯曲变形，与工程实际有较大的差别。而组合横梁的预紧力计算模型的研究工作尚处于起步阶段。因此，建立更加符合工程实际的预紧力模型对保证预紧组合结构的整体性具有重要意义。本文分别以液压机组合机架和组合横梁为研究对象，采用数值模拟方法，就拉杆与立柱的拉压刚度比、上横梁与立柱的抗弯系数等因素对组合机架整体性的影响，以及跨高比、拉杆位置系数、横梁相对宽度、载荷加载区间系数、支撑区间系数、工作载荷等因素对组合横梁整体性的影响进行了系统分析，揭示了各因素对组合结构开缝系数及临界预紧力的影响规律。针对预紧组合机架，基于平面刚架变形，以负载工况下立柱与上横梁接触面内边缘压应力等于零为临界开缝判据，分别推导出了预紧组合机架在中心和偏心载荷工况下，考虑横梁与立柱弯曲变形的临界预紧力计算公式，并进行了验证。针对预紧组合横梁，就基于Airy应力函数的计算结果不能真实反映组合横梁中截面x方向应力分布趋势的问题，提出了等效梁长法，通过最小二乘法拟合，给出了等效梁长系数的计算公式，有效的提高了组合横梁中截面x方向应力的计算精度，综合组合横梁结合面下边缘压应力为零的临界开缝判据，建立起了临界预紧力计算模型，并进行了验证。本文设计制备了液压机预紧组合机架及预紧组合横梁的实验装置，分别对不同载荷工况下组合机架的临界预紧力和不同载荷、跨高比下组合横梁的临界预紧力进行了实验测试。测试结果显示，预紧组合机架中心工况下临界预紧力计算值与实验值的最大误差为4.5%，最小误差为1.8%，平均误差约为2.9%；偏载工况下临界预紧力计算值与实验值的最大误差为12.6%，最小误差为10.4%，平均误差约为11.5%；组合横梁临界预紧力计算值与实验值的最大误差为9.4%，最小误差为5.4%，平均误差为7.7%。对比数据表明，计算结果与实验结果吻合较好。与传统计算方法相比，计算精度有较大提高。