精密仪器和精密机械的结构精度与性能不但与零部件的制造偏差有关,而且与零部件之间的接触特性有关,零部件之间相互接触的表面称为结合面。对结构的静、动态精度分析来说,粗糙表面接触特性是指结合面的力学特性(不考虑电、热、磁特性),即接触应力、接触刚度和接触阻尼特性。为了提高精密仪器和精密机械系统的装配精度和动态性能,研究粗糙表面接触特性显得尤为重要。论文的主要工作如下：(1)将激光超声理论、声表面波传播理论与粗糙表面接触理论相结合,从理论上论证了激光超声应用于粗糙表面接触应力研究的可行性。(2)搭建了激光超声实验系统,研究了结合面面压(单位面积上的压力)、表面粗糙度与声表面波之间的关系；实验证实了利用激光声表面波技术探测粗糙表面接触力学特性的可行性；发现了结合面间面压对声表面波的衰减效应,测得了声表面波在传播过程中其衰减幅度与面压之间的单谷曲线关系；获得了结合面的粗糙度与其上传播的声表面波信号衰减幅度之间的定量关系。(3)提出了利用统计规律性考虑真实接触面积因素的结合面刚度和阻尼特性建模思想,建立大面积结合时,法向、切向的刚度和阻尼以面压和面积为参变量的计算模型,发现面压对切向动态特性的作用要显著强于对法向动态特性的作用。(4)对提出的结合面刚度和阻尼特性参数解算模型及其应用建模方法进行了工程应用与工程验证。建立了机床床身和立柱结构的有限元分析模型,工程试验表明,其计算模态与实测模态的固有频率平均相差不超过7.4%,满足工程应用要求。