冲击微动磨损所诱发的机械零部件失效广泛存在于电力系统、石化装备、矿山机械、海洋机械、航空航天等领域,给重大设备的安全运行带来较大的安全隐患,极大缩短其服役寿命。研制出可模拟冲击微动磨损工况的冲击微动磨损试验机具有十分重要的科研价值。本文所研制的冲击微动磨损试验台可为评价不同的材料结构和金属界面的抗冲击磨损性能、吸能特性研究以及寿命预估提供重要的实验依据。本文根据冲击微动磨损试验机的功能需求和技术指标,设计了开放性较高的多功能冲击微动磨损试验台。该试验台通过机械结构系统、运动控制系统、数据采集处理分析系统的协调运行,可实现力控制冲击微动磨损、能量控制冲击微动磨损两种试验功能。并实现对冲击接触力、冲击接触时间、冲击界面变形、冲击能量耗散、冲击速度等试验参数的测量。此外,以Zr-4合金管为研究对象,通过改变壁厚和管径两个途径改变合金管径厚比,考察其在恒定冲击能量作用下的动态响应、损伤行为,探索其损伤机理。本论文中冲击微动磨损试验机的主要研究工作如下：(1)冲击微动磨损试验台系统整体设计根据试验台需求分析结果,分别对伺服升降模块、力控制冲击微动磨损模块、能量控制冲击微动磨损模块进行系统原理设计、机械结构设计、外观设计,完成对系统核心部件的选型、校核、定制、标定。(2)试验台系统硬件电路设计首先完成对试验台电气系统的整体设计。接着对伺服升降电气系统、音圈电机控制系统、信号采集分析系统进行电路设计,并完成对伺服升降模块、音圈电机控制系统的运动控制程序设计。最后进行各系统模块的集成调试,并阐述了测试信号的采集、处理、分析方法。(3)试验台上位机软件设计首先对试验台软件系统进行需求分析和总体方案设计,接着完成对通讯连接模块、参数设置模块、位置调整模块、试验机启停模块、数据动态显示模块、数据采集存储模块等各子模块的程序设计。最后集成调试各子程序模块并设计出系统整体控制界面。本论文还研究了不同径厚比Zr-4合金管在恒定冲击能量下冲击微动磨损性能,得出以下主要结论：(1)冲击磨损的过程中,相同外径的合金管随着径厚比的增加,冲击接触时间将延长,冲击峰值力、能量吸收率、界面磨损程度将降低。(2)相同壁厚的合金管随着径厚比的增大,冲击接触时间将缩短,冲击峰值力、能量吸收率、磨痕深度将降低。(3)相同外径的合金管随着抗弯截面系数的增加,最大变形量将减小,能量吸收率、冲击峰值力、磨痕面积随着增大；相同壁厚的合金管随着抗弯截面系数的增加,最大变形量和能量吸收率都将随着减小。(4)在室温干态实验条件下,随着冲击循环次数的增加,Zr-4合金管的磨痕深度和磨痕面积不断增大,其磨损机制主要表现为氧化和接触疲劳剥落。