现代机械要求结构紧凑、传动精确和承担较大的载荷，这使得机械内大部分零件工作在混合润滑区域。混合润滑时在零件相对运动的表面间，流体动压润滑与微凸体直接接触同时存在，形成相互作用的流固耦合系统，使得混合润滑成为摩擦学研究的重点和难点。本文通过建立反映混合润滑过程的数学模型并结合实验，研究材料的表面形貌和力学性能对混合润滑的影响，具体内容包括：1.根据表面形貌的特征参数，研究利用测量数据重构表面的方法。通过对精加工金属表面的实验测量和对数据在频域内幅频特性的分析，提出在频域内选择合适的信息点的方法，将所选信息点转换到空间域进行表面重构。通过重构表面和测量表面的对比，表明重构表面能够较好地反映测量表面的基本特征，同时滤掉了测量过程中的随机噪声。2.针对混合润滑的特点，在流体动压润滑区域和微凸体接触区域分别考虑压力对润滑油黏度、密度和流变特性的影响以及局部的微凸体接触，研究建立了求解混合润滑问题的数学模型。根据流体润滑区域和微凸体接触区域内剪切应力的成因不同，分别基于Bair and Winer流变模型和Rabinowicz接触方程建立了摩擦系数计算模型。3.从粗糙度幅值、密度和纹理方向等方面，系统地研究表面形貌对混合润滑的影响。利用建立的混合润滑模型，计算不同表面形貌时的油膜和压力分布，通过分析混合润滑参数和摩擦系数，研究表面形貌对混合润滑摩擦性能的影响。结果表明：表面形貌会改变摩擦副的运行状态。摩擦副表面粗糙度幅值越大，其摩擦系数越大；粗糙度密度越大，形成的压力和油膜波动越剧烈，其摩擦系数也要大于粗糙度密度较小的工况；纹理方向也会影响润滑效果，特别是纹理方向与润滑油流动方向平行时，粗糙度对油膜的阻碍作用降低，其摩擦系数也要小于其它工况。4.以钢、铜、铝和复合材料等四种材料为样本，研究材料的弹性力学性能对混合润滑的影响。针对理想光滑表面和粗糙表面两种工况，通过混合润滑模型计算四种材料形成的油膜和压力分布，分析不同载荷、不同转速下四种材料呈现出的摩擦性能。结果表明：材料的弹性力学性能影响接触区域、油膜和压力分布。对于理想表面，随着润滑油卷吸速度的增加，最大压力由接触区域的中心转移到接触区域的出口处，弹性模量越大的材料对应的压力位置转换的临界速度值越小；而对于粗糙表面，弹性模量较大的摩擦副对应的从混合润滑过渡到流体润滑的临界速度较高。5.针对摩擦副的承载特点，研究材料的塑性力学性能对混合润滑的影响。通过拉伸试验机测量摩擦副材料的应力-应变关系，利用接触体内节点应力张量的计算方法，确定接触体内节点的应变张量，再根据互等定理计算塑性变形，最后将塑性变形耦合到混合润滑模型中计算油膜和压力分布。结果表明：当考虑塑性变形时，整体接触区域变大，压力的波动趋于平稳，油膜厚度略有减小，而摩擦系数则有所增加。6.以聚二甲基硅氧烷（PDMS）材料为样本，研究软材料混合润滑时的摩擦性能。根据软材料的特点修改了混合润滑模型和摩擦系数模型，用已有实验数据验证了模型的有效性。基于这两个模型，分析了软材料形成油膜的特点；并根据摩擦力的形成原理，研究了微凸体接触和润滑油动压效应对摩擦系数的影响；采用压力增量原理分析了粗糙度影响摩擦系数的原因。