虚拟现实的快速发展和深入研究，且在多个领域的成功应用，已引起世人深度关注。虚拟手交互力觉生成是虚拟现实人机交互技术的前沿领域。本文以虚拟手交互为研究对象，通过对虚拟手接触物体、抓持物体、抓持着物体运动和碰撞等方面的物理特性分析，着重研究虚拟手交互的力觉生成，为虚拟手交互真实力觉的生成、反馈和应用提供理论依据。本论文完成的主要工作有：针对几种重要的接触力生成算法的不足，结合人手的感知特性，本文提出了一种考虑手指力觉特性的虚拟手接触力生成方法。通过构建人手指接触力测量平台，研究手指接触力和接触面积之间的关系，提炼出以接触面积为变量的指尖接触力的力学模型。然后仿生手的生理组织构造，分层建立虚拟手指的几何模型和运动模型，提出了虚拟手指接触面积的求解算法。依据接触力模型和接触面积求解算法，本文开展了虚拟手接触力生成方法的实验验证。借鉴机械手抓持原理，结合虚拟环境自身的特点，本文提出了一种基于物理的虚拟手多指静力抓持物体的抓持力生成方法。通过构建虚拟手交互的坐标系统，实现了对虚拟环境诸多要素(如：力、姿态、位移等)高效且简洁的描述。建立了虚拟手与物体的接触模型，推导出虚拟手指作用力映射到虚拟物体坐标系下的力模型。依据虚拟手最小平衡力抓持的假设，本文建立了虚拟手静力抓持最小力螺旋非线性优化模型，用以求解各虚拟手指上的作用力和力矩，并进行了虚拟手静力抓持物体力觉生成方法的实验验证。依据运动学和动力学原理，结合虚拟环境自身的特点，本文提出了一种基于物理的虚拟手静力抓着物体运动时的力觉生成方法。通过虚拟物体的“鬼影点”，判断虚拟物体在运动过程中的姿态变化，若姿态发生变化，求得外力螺旋在新姿态下对虚拟物体的作用，运用虚拟手静力抓持最小力螺旋非线性优化模型生成虚拟手抓持力。监测虚拟物体的运动状态(平动)变化，求得物体运动的位移、速度、加速度以及引起物体运动状态改变所需的外合力，并结合物体姿态变化，计算物体运动状态改变后的虚拟手静力抓持物体的作用力，并进行了实验验证。为了让用户感受到虚拟物体的碰撞，本文提出了一种考虑摩擦的虚拟手交互碰撞力觉生成方法。该方法首先运用冲量定理和弹性恢复系数，求得质点刚体在二维空间碰撞后的运动状态，然后结合库仑定理，生成质点刚体有摩擦的碰撞力，并拓展到三维空间的虚拟环境，计算非质点虚拟刚体的碰撞力矩，再通过虚拟手静力抓持最小力螺旋非线性优化模型，将碰撞力和碰撞力矩作用到虚拟手上，求得每个虚拟手指受到的冲击力。最后，总结全文的主要研究工作，归纳全文的主要研究成果和存在的不足，并给出后续研究的思路。