编织衬垫型自润滑关节轴承在飞机的起落架、机翼和操作系统以及车辆的转向、刹车系统中使用量十分巨大,其使役性能直接关系到人员及设备的安全。轻量化是航空领域一项重要指标,研发和使用比强度高的铝合金关节轴承对提升飞行器飞行时间具有重要的作用。另外,环境温度会影响关节轴承润滑性能和力学性能,所以探究环境温度对自润滑关节轴承性能的影响规律及机理十分必要。本课题利用ABAQUS软件建立了自润滑关节轴承静力学和摩擦生热模型,对套圈先后赋予2024铝合金和GCr15两种材料属性。静力学分析表明,随载荷增大铝合金轴承的变形量及变形量增长率均大于GCr15轴承,但接触应力降低且分布更均匀。对两种基体材料的轴承进行摩擦生热分析,结果表明铝合金关节轴承衬垫温度达到稳定需要的时间短,套圈和衬垫上应力与温度均低于GCr15轴承且分布更均匀,最后通过试验对有限元模型与结果的正确性进行了验证。探究了环境温度对衬垫剥离强度的影响,通过对比衬垫A(聚四氟乙烯纤维沿轴承宽度方向)、B(聚四氟乙烯纤维沿轴承圆周方向)两种粘接方向对剥离强度的影响,发现两种粘接方向的关节轴承衬垫的剥离强度随温度的升高而增大,且不同温度下B粘接方向的剥离强度均优于A粘接方向。利用关节轴承摩擦磨损试验系统研究了25～145℃环境下关节轴承的摩擦学性能。关节轴承性能退化可分为:磨合期,平稳期,快速退化期,环境温度升高会缩短磨合期,环境温度高于85℃会缩短平稳期使轴承快速进入快速退化期。利用激光共聚焦显微镜对磨损后衬垫的转移膜覆盖率和摩擦面的粗糙度进行了表征,发现环境温度为85℃时转移膜覆盖率最大,摩擦面粗糙度最小。然后对衬垫与内圈对磨面上转移膜中元素进行分析,得出轴承磨损形式主要为磨粒磨损和粘着磨损,轴承减摩效果由PTFE转移膜决定,环境温度升高能促进PTFE转移膜的形成提高减摩效果,但温度过高会降低转移膜的耐磨性,使减摩效果降低。综上所述,铝合金关节轴承不仅比钢制关节轴承质量轻,而且铝合金关节轴承受力更均匀、寿命更长。本文研究成果将对关节轴承的轻量化设计与研发提供一定的理论依据,为轴承的选型与维护计划的制定,提高整机的寿命与可靠性具有重要的工程价值。