结合部特性对整机动态性能影响至关重。以往结合部特性研究多集中于单独力学特性或热学特性，缺乏关于力热耦合作用下物理参数表征研究，本文考虑结合部力热耦合作用，提出一种基于虚拟材料法的结合部建模方法。具体内容如下：首先，本文根据结合面上热流传递机理，研究结合部热学特性参数表征。结合部上粗糙面并非完全接触，实际接触面积远小于名义接触面积使得热流通过结合面时存在温度骤降，即结合面上存在接触热阻，文章基于分形理论分别对收缩热阻、形变热阻和其他热阻进行理论解析。接着，在以往结合部力学特性参数表征基础上结合本文热学特性研究，完成力热强耦合作用下结合部物理参数表征。采用虚拟材料法，将结合部上力热接触特性转变为虚拟夹层的材料属性，并从数学原理角度对比力热弱耦合与强耦合，突出基于虚拟材料法结合部力热强耦合的优势。最后，将结合部力热耦合模型应用到设计试件，以及数控加工中心的高速电主轴上进行实验验证。通过不同载荷条件下试件实验数据与仿真结果对比，证明力热耦合模型的可行性。分别从力载荷对结合部热学特性影响和热载荷对结合部力学特性影响两个角度，体现了结合部上力热耦合作用的存在。与传统耦合模型相比，基于虚拟材料的结合部力热强耦合模型精确性更高。本文为机床加工中心的精细化建模提供了一定的理论支持和可行研究。