摩擦学,作为一种研究物体表面摩擦行为的学科,主要涉及相对运动物体间的摩擦、磨损、润滑现象,及其三者之间的相互关系。近几年,表面织构作为一种能够有效改善表面摩擦学性能的技术手段,并广泛应用于表面油膜动压润滑及干摩擦中,深受国内外学者的青睐。与此同时,在表面织构方面的数值模拟和试验研究都日益成为摩擦学学术界的研究热点。本课题的研究内容包括,基于数值模拟方法分析了流体动压润滑情况下,表面凹槽织构的摩擦学性能,并在干摩擦情况下研究了平行凹槽织构的摩擦学性能,探讨了纳米Si C对平行织构涂层的影响及摩擦学性能分析。首先,本文研究了非稳定润滑膜厚情况下,表面凹槽织构化的动压润滑作用,建立计算机流体动力学(CFD)模型,采用FLUENT软件模拟了表面凹槽织构的动压油膜承载能力。通过分析凹槽织构的最优深度与宽度、膜厚之间的关系,得到了织构最优化深度受到宽度的影响,提出凹槽设计模型的最优参数组合为:W=0.5,D=0.7。表面凹槽织构的最优深度不受膜厚影响,却对宽度很敏感,W=0.5时对应的油膜承载的稳定性最强。其次,在GCr15钢基体材料上,以等离子喷涂工艺制备了KF301+WS2+La2O3复合润滑耐磨涂层;结合激光重熔和表面微织构工艺方法,在该试样表面加工出平行纹理织构化的涂层。通过摩擦磨损试验,对摩擦系数和磨损量的分析研究,观测磨损后的形貌,及用能谱(EDS)来分析表面成分的变化,研究表明,表面织构对涂层的摩擦学性能有提升作用。最后,以纳米Si C材料作为填料,结合激光重熔和表面织构工艺方法,在复合润滑耐磨涂层表面制备了纳米Si C颗粒改性的平行织构涂层,通过电子显微扫描分析,较未改性的涂层表面相比,纳米Si C改性的织构复合涂层的内部结构得以细化,结合力增强。通过高温摩擦磨损试验,获得改性织构涂层的摩擦系数下降,同时其磨损量有所减少。这说明了,纳米Si C颗粒的改性提升了原涂层的摩擦学性能。总之,表面织构化的涂层能够改善摩擦副的摩擦学性能,在表面微织构的形态设计、分布情况、适用工况等方面影响着摩擦学性能,具有很好的研究前景。