航空发动机转子结构复杂,存在大量配合连接界面,伴随着加工和装配误差的存在,使得航空发动机在研制过程中存在着整机振动分散度大、难以有效控制的问题。实践表明结合面对转子的动刚度贡献不可忽略,以往将配合界面简单等效为刚性连接的方法难以准确预测转子的动力学响应特征。止口过盈配合被广泛应用于航空发动机转子结构中,本文以此为对象,应用分形理论,重点针对过盈配合体界面刚度建模分析方法开展研究,建立考虑结合面过盈量及表面微观形貌参数的精确模型,为发动机设计和制造提供理论支撑。论文主要研究工作如下:针对以往将结合面接触简单处理为单个粗糙面与平面接触而导致预测精度低的问题,提出了较为合理的考虑两粗糙面接触面积分布的建模分析方法。基于MB分形接触模型,利用W-M函数描述粗糙表面微观形貌特征,以曲线与直线相交模拟粗糙面与平面接触,求截线长度获得接触面积分布特征,从而优化接触面积分布函数。进一步以两分形曲线模拟两粗糙面接触,根据面积分布变化规律获得两粗糙面分形维数的等效方法。根据接触面积函数建立结合面接触刚度模型,分析了分形维数、特征尺度参数、过盈量等结构参数对刚度的影响,发现提高过盈量及配合部分的表面精度等级有利于提高接触刚度。根据接触面积原函数与新函数求得的接触刚度,利用等效弹簧单元建立了考虑接触刚度的过盈配合体有限元模型。在有限元分析中,通过对比获得了针对具体结构的结合面接触刚度的等效建模方案,实现了对考虑结合面接触状态的装配体模态特性的仿真分析。将计算所得刚度值代入有限元模型仿真获得装配体固有频率,发现固有频率随过盈量及接触表面精度的增大而增大,当达到刚性连接的阈值后则不再变化。设计并开展了装配体模态试验,研究了结构参数对模态频率的影响规律,并对理论模型进行了验证。设计加工了典型止口过盈配合的模拟试验件,测量并计算各试件形貌参数,通过对多组不同结构参数试件的模态试验分析,获得了各结构参数对固有频率的影响规律;通过试验结果与单粗糙面和本文建立的双粗糙面模型分析结果的对比,表明所提出的两粗糙面模型具有较高的分析精度,明显优于单粗糙面模型,同时验证了结构参数对装配体固有频率影响规律理论分析的准确性。建立了装配体随机有限元模型,研究参数不确定对装配体固有频率的影响规律及参数敏感性。考虑各参数的不确定性,利用Montecarlo方法随机模拟了接触刚度对分形维数、特征尺度参数、过盈量的敏感性,发现在结构参数为正态分布情况下接触刚度呈现正偏态分布,并且对分形维数最敏感,其次是过盈量。利用随机有限元法分析了固有频率的分布特性,发现固有频率呈负偏态分布,并且在刚度接近阈值时分散度较小,固有频率的不确定性可忽略,但在刚度较低时不确定性导致的固有频率随机分布不可忽略。其可为结构配合设计,有效控制振动分散度提供理论支撑。