表面涂层作为提高零部件表面质量,改善使用性能的重要方法,已广泛应用于材料表面的防护、加强和修复等领域。但目前对涂层表面的摩擦磨损过程的研究还不完善。本文从表面涂层的微观形貌及接触行为出发,探讨了涂层表面真实接触面积与其耐磨性能的关系,为涂层表面摩擦磨损性能的研究提供了一种新方法。基于分形插值曲面理论,测量涂层表面的分形维数及部分网络位置点坐标,采用ANSYS参数化设计语言快速生成涂层粗糙表面的分型模型。同时,运用有限元分析软件对涂层表面与刚性平面的弹塑性接触进行数值计算并设计正交试验讨论了表面分形维数、材料的切线模量(变形硬化程度)、涂层厚度和压下深度对涂层表面上真实接触面积的变化规律。通过数值计算和正交试验分析,本文得到如下结论：(1)两表面相互接触时,只有少数微凸体产生真实接触,使得真实接触区域分布不连续,且接触区域不仅包含有塑性接触,还同时产生弹性接触。(2)表面分形维数在2.1-2.6范围内时,真实接触面积随分形维数的增大迅速减小,而当表面分形维数大于2.6时,真实接触面积的变化减缓。(3)当压下深度小于2.5um时,真实接触面积缓慢增加,随着压下深度增大到5um,真实接触面积迅速增大。(4)通过正交试验的方差分析判定出压下深度对真实接触面积具有显著影响,为主要影响因素,表面分形维数影响较弱,再次是涂层厚度,而涂层材料的切线模量对真实接触面积的影响最弱。采用Taber试验方法对15组涂层试片进行摩擦磨损试验,研究了确定载荷和磨程下,表面分形维数对涂层磨损质量的变化。结果表明,当表面分形维数在2.05-2.46范围内时,涂层的磨损质量随分形维数的变化近似满足指数规律。结合经典磨损理论,将试验结果与数值计算结果进行对比验证,发现不同分形维数的涂层表面,其真实接触面积与磨损量的变化趋势具有较好的一致性。