摩擦磨损是机械系统和工业领域最常见的现象,也是摩擦学的基本内容之一。要深入研究摩擦磨损现象,就必须从摩擦副表面形貌和接触状态等方面进行分析,这也是研究摩擦学机理的基础。本文通过摩擦学试验,结合支撑面曲线理论、最佳粗糙度理论和微织构技术研究了不同表面形貌对摩擦磨损性能的影响,主要研究内容如下:摩擦系数和磨损量作为最重要的衡量指标,快速量化磨损量有利于更好的研究摩擦学性能。本文将支撑面曲线引入到磨损量计算中,并结合重新定位的概念,提出改进型支撑面曲线计算磨损量的新方法,与传统的表面轮廓法相比,两者计算所得的磨损量相似度高达96%,验证了重新定位后支撑面曲线计算磨损量的合理性和可行性。由于该方法减少了匹配拼接的过程,实现了快速计算磨损量的目的,并通过三维测量计算,实现了改进型支撑面曲线三维表征的应用。通过摩擦试验实时采集的摩擦系数和量化后的磨损为评价指标,比较分析H13钢不同粗糙度表面的摩擦磨损性能,确定出最佳粗糙度表面为R_a 0.083μm(400#砂纸抛光出的表面)。基于支撑面曲线分析了该最佳粗糙度存在的机理:不同的粗糙度表面接触时,支撑面长度L的差异造成不同粗糙度的粗糙峰分配到的应力不同,从而形成了不同的摩擦学性能。以最佳粗糙度表面作为目标表面,提取出目标支撑面曲线,为后续表面微织构形貌的加工设计提供了参照。采用正交试验法研究了激光加工参数(光斑间距,输出功率,加工次数)对微织构深度的影响,通过单因素控制变量法研究了微织构参数(深度、密度)对支撑面曲线的影响规律。并以目标支撑面曲线为参照,确定出最佳的微织构参数为:深度26μm,密度为32%,进一步确定出最佳的激光器参数为:光斑间距0.005mm,输出功率为20%,加工次数为5次。该参数的织构试样称为匹配织构试样,并对光滑表面,目标表面,匹配织构、一般织构试样进行摩擦学试验,结果表明匹配织构表面磨合时间短,稳定后的摩擦系数最低,且该织构的存在使得磨损形式从原来的粘着磨损变成磨粒磨损,表现出更好的摩擦学性能。