由于现代船舶推进系统和无轴推进系统对水润滑轴承橡胶材料的低噪声、高可靠、长寿命、低跳动等性能提出了愈加严格的要求,因此建立在动态服役工况条件下橡胶材料的摩擦学、材料学以及可靠性工程的多学科协同创新理论体系的需求变得更加迫切。为此,本文对橡胶材料进行了创新设计,以提升橡胶材料的润滑性能、可靠性和使用寿命。通过基础理论与试验,研究橡胶材料的动态润湿行为、动态润滑性能以及织构摩擦学特性,为优化水润滑条件下橡胶材料的摩擦学性能提供了强有力的理论支持;围绕动态服役工况条件下橡胶基界面的动态润湿行为、动态润滑性能等关键问题,针对水润滑轴承橡胶轴瓦材料进行了仿真分析,对提升水润滑轴承摩擦学性能、服役寿命和摩擦振动稳定性具有重要的理论意义与工程价值。针对以上问题,本文基于橡胶基表面动态润湿行为和摩擦学特性的基础理论与模型,采用试验和数值仿真方法,对仿生微织构-梯度润湿橡胶基表面的界面润湿行为和润滑特性进行了深入地研究,揭示了仿生润湿梯度与表面微织构对橡胶基表面润湿性与摩擦学行为的影响规律,主要研究内容如下:（1）仿生表面的梯度润湿性与冷凝集水特性研究。结合仙人掌和沙漠甲虫的集水和定向驱动特性,构建了亲水、疏水相间的三角形仿生润湿梯度表面,以紫外光臭氧照射处理等为手段,研究了液滴在该表面上的冷凝特性、定向传输行为及动态运输过程,建立了与之匹配的理论模型;探究了液滴的定向传输机理,并通过冷凝测试对表面的结构和参数进行了优化。（2）仿生微织构-梯度润湿表面的动态润湿行为研究。采用紫外光臭氧照射、硫化机处理、飞秒激光加工,制备了具有规则微沟槽结构和润湿梯度的橡胶表面;研究了局部沟槽和整体沟槽对表面静态润湿性的影响规律和机制,分析了沟槽类型和沟槽深度对表面动态润湿性的影响规律;针对润湿梯度的分布,采用高速摄像机,摄取动态液滴撞击微织构表面和梯度润湿表面的图像,分析了液滴的动态行为。（3）仿生微织构-梯度润湿表面的摩擦学特性研究。采用球盘摩擦性能试验,研究了带有微织构的梯度润湿表面;探究了橡胶材料表面织构与表面润湿性所引起的摩擦学性能变化规律;研究了转速、载荷、织构类型、润湿梯度分布等工况对橡胶表面摩擦学性能的影响。基于数值仿真构建了不同沟槽类型的典型表面,考虑了沟槽角度、深度、润湿梯度分布等影响因素,分析了流体动压分布、滑移速度及流场速度等表面润滑特性的变化规律,探究了微织构和润湿梯度的润滑机理,并将试验结果与仿真结果进行验证。（4）仿生微织构-梯度润湿橡胶在水润滑轴承的数值仿真研究。基于极限剪应力模型,推导了考虑微织构和润湿梯度工况下的Reynolds方程,综合考虑了橡胶材料在水润滑橡胶合金轴承的应用;分析了水润滑橡胶轴承的流体动压、水膜厚度、滑移速度、流场速度等分布状态;研究了微沟槽的类型、角度、深度,偏心率和润湿梯度分布等工况对水润滑橡胶轴承润滑性能的影响;揭示了微织构和润湿梯度对水润滑橡胶轴承的润滑机理。