随着科学技术的发展，表面涂层技术在工程中的应用越来越广泛。TiN涂层由于其具有耐磨、耐热、耐腐蚀等优异的性能，被广泛应用于刀具、轴承、齿轮等重要元件的接触表面，能有效地改善元件表面的摩擦磨损性能，延长元件的使用寿命，满足现代装备的性能要求。但是，涂层结构在交变载荷、摩擦滑动接触和高温等条件下长期工作，通常其表面会产生裂纹，随着裂纹的扩展从而导致涂层的失效，这将对涂层结构的使用产生严重影响。因此，探索涂层表面裂纹形成机理的研究具有重要的意义。为了揭示滑动摩擦接触条件下TiN涂层表面裂纹的形成机理，本文主要完成了以下工作：（1）对TiN涂层进行了划痕试验以及对划痕表面形貌进行了SEM观察和能谱分析。结果表明在划痕表面产生了平均间距约为5.12μm的弧型裂纹，划痕实验过程中压头并未压入基底；对TiN涂层进行了压痕裂纹实验，测得TiN涂层的硬度约为10.17GPa，断裂韧度约为3.30MPa·m1/2。（2）采用三维有限元方法对划痕过程进行了模拟，模拟结果表明了涂层结构中应力分布的特点，结合涂层中应力分布的特点对涂层中表面裂纹可能产生的原因进行了预测分析。（3）采用二维扩展有限元方法（XFEM）对划痕过程中涂层的裂纹产生进行了模拟，模拟结果表明涂层中表面及界面裂纹主要是最大拉应力引起的第一型裂纹；涂层亚表面裂纹是由拉应力和剪切应力共同引起的复合型裂纹。表面裂纹的形成方式有三种：第一种方式是首先在涂层界面产生裂纹，随着裂纹沿着界面和厚度方向扩展形成表面裂纹；第二种方式是直接在涂层表面形成表面裂纹；第三种方式是裂纹首先在涂层亚表面形成，然后沿着厚度方向朝着表面扩展形成表面裂纹。模拟中发现在表面和界面首先产生裂纹的数量比亚表面产生裂纹的数量更多，随着裂纹的扩展和融合将导致涂层的剥落。（4）采用三维扩展有限元方法（XFEM）对划痕过程中涂层的裂纹产生进行了模拟，模拟结果表明涂层中表面裂纹和界面裂纹主要是最大拉应力引起的第一型裂纹。表面裂纹的形成方式有两种：第一种方式是首先在涂层界面产生裂纹，随着裂纹沿着界面和厚度方向扩展形成表面裂纹；第二种方式是直接在涂层表面形成表面裂纹。以上这些工作将为研究涂层的失效提供依据。