精密机械结构是高精尖装备的重要组成部分,装配是结构最终的集成环节。零部件之间的装配结合面是实际接触区域,对精密机械结构的功能和性能影响较大。将具备分形特性的装配结合面称为分形结合面,结合面上的微凸体会产生弹簧阻尼效应,是影响整机动力学性能的关键因素。为了从理论上研究装配工艺对精密机械结构动力学性能的影响规律,提出将分形结合面作为研究切入点,建立分形结合面接触模型;提出机加工表面分形参数求解优化算法和微凸体侧接触参数计算方法;研究可靠的微观结合面宏观化建模方法;构建考虑分形结合面的整机动力学模型,实现动力学性能预测。从而在理论上形成装配工艺-分形结合面接触模型-整机动力学模型-精密机械结构动力学性能的研究方法,为装配工艺设计和装配仿真提供理论依据。主要研究内容如下:1、建立了WK（Wang-Komvopoulos）扩展分形接触模型,将微凸体接触状态由正接触扩展到侧接触,从几何角度解析微凸体接触角参数ci及其实际接触面积比率Ai/Ar,建立结合面的法向接触刚度与阻尼模型;通过载荷-变形量实验计算样件结合面刚度,对比数值仿真结果发现,在轻载荷条件下,WK扩展模型比原WK模型精度更高,结合面的分形维数D、分形粗糙度G、ci、Ai/Ar的偏差会影响刚度模型的精度。2、优化了基于离散小波变换（Discrete Wavelet Transform,DWT）的分形维数算法,通过功率谱逆变换法、WM（Weierstrass-Mandelbrot）函数法、分形布朗运动法和小波逆变换法四种方法生成机加工成形的表面轮廓,以盒计数法、功率谱密度法、结构函数法和粗糙度长度法四种算法作为参考算法,辨析DWT不同参数组合的精度并从中筛选最优的参数组合;随后通过表面轮廓的均方根偏差Rq建立D和G之间的关系,利用优选的D计算G;最后利用比较样块的表面轮廓分析了不同机加工比较样块表面的分形特性。3、提出了基于表面点云的ci和Ai/Ar计算方法,对考虑微凸体之间弹性耦合和聚结作用的 ICHA（Interacting and Coalescing Hertzian Asperities）模型进行了 扩展,引入微凸体侧接触条件,提出m-ICHA模型,基于点云的几何特性计算侧接触参数:接触角αi、综合曲率半径R（r）和实际接触面积Ar,通过表面点云的迭代数值仿真,得到αi、R（r）随Ar变化的分布规律。最后利用优化的DWT算法和基于表面点云的数值仿真算法,修正刚度计算结果,重新与刚度实验结果对比,证实了WK扩展模型可提高5倍以上精度。4、提出了分形结合面微凸体侧接触下的等效材料（Equivalent Material,EM）参数建模方法,利用不同预紧力和不同工艺方法加工的螺栓板样件作为验证对象,以有限元仿真和模态实验作为验证手段,对比弹簧-阻尼宏观化法和粗糙轮廓直接仿真两种方法。在ANSYS Workbench和ABAQUS有限元软件得到仿真结果,与扫描式激光测振实验的模态振型和谐振频率结果进行对比,验证出EM的谐振频率精度最高。5、面向某型导引头伺服机构,研制了两轴两框架伺服机构原理样机,设计可调轴承支撑孔及其装配工艺,在样机上实现轴承外圈与轴承孔配合公差、轴承端盖预紧扭矩的装配控制;基于轴承外圈和支撑孔表面测量数据,计算表面参数和接触模型,利用EM实现轴承外圈与轴承孔结合面的宏观化;在ADAMS软件中根据正交表进行动力学仿真,并进行整机模态振动实验和电机扫频实验。仿真和实验分析表明,有EM比无EM的仿真精度更高,且仿真与实验结果吻合度高,进一步建立了装配工艺与谐振频率之间的拟合模型,提出了装配结合面对谐振频率的影响关系,验证了可基于分形结合面实现伺服机构动力学性能分析的结果。