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[拼音]：biaomian xingmao

[英文]：surface topography

摩擦副表面的幾何形態和性質。當相關的工作表面間存在薄的潤滑油膜時，工作表面靠近會使兩表面的峰谷阻遏或疏導潤滑油的流動，這將影響摩擦力和油膜厚度的計算結果。兩表面再靠近，則兩面峰頂發生接觸或碰撞，由此而產生的摩擦熱不僅對油有熱效應，而且會影響邊界膜的形成和破裂。至於接觸著的摩擦副表面的磨合和磨損過程，當然更與表面的原始形貌和磨痕形貌有關。表面形貌對於研究摩擦學問題十分重要，但直到20世紀60年代人們才逐漸認識，到70年代後期才將它與表面損傷聯絡起來研究。

表面形貌的表徵方式

真實表面屬於三維幾何形態，可用直角座標系(圖1)描述。xy為工作表面，z為表面高度座標軸。某一截面的表面輪廓平均高度線(中線)為x座標軸(圖2)，對高度均值有多種表達方法，如輪廓算術平均值

和均方根值

，式中L是取樣長度。它們是表徵z方向尺寸的一維引數。表徵輪廓起伏的間距和頻率，則是x方向尺寸的一維引數，如輪廓曲線在中線上相鄰交點間的截距均值S m或中線交點密度均值

。表徵截面輪廓的二維形貌，需要用z和x兩個方向的引數組成。但為了表徵輪廓的變化差異，還需要用更多的引數描述。如果表面形貌分佈屬於正態型的，若選配合理僅用 3個一維引數組即足以表達。P.R.納雅克根據隨機理論，推薦用σ、

和

3個引數。其中

是單位長度內輪廓曲線跨越中線次數的均值（即中線交點密度）；

是單位長度內峰頂數目的均值（即峰頂密度）。

對於摩擦學問題，不僅需要了解輪廓高度變化規律，還需要了解輪廓分佈不對稱於中線的程度、輪廓各點的斜率均值、平均峰頂曲率和平均峰高等。

表面形貌的綜合效應

對於摩擦學問題，必須考慮組成摩擦副的兩個表面的綜合效應。對於真實（考慮粗糙度效應的）表面的接觸和摩擦磨損問題，不僅要研究幹摩擦工作情況，更應考慮介面間有潤滑劑或各種表面膜存在的工況。

（1）表徵油膜厚薄常用無量綱引數膜厚比

＝h/σ。式中h是油膜厚度;

是綜合粗糙度。存在潤滑膜的摩擦副，

＞3屬於完全彈性流體動壓潤滑狀態，由油膜承擔絕大部分載荷，不會粘著。

＜1屬於邊界潤滑狀態，容易粘著，即使發熱不大也可能發生粘著。1≤

≤3，屬於部分彈性流體動壓潤滑狀態，表面起伏會影響潤滑油的流動，可能發生粘著。

（2）接觸表面峰頂碰撞，如為塑性變形，可能會導致粘著。判別變形是否進入塑性，可用塑性指數

作為依據。峰頂物理模型若取成球面，根據彈塑性理論可匯出

式中E′是峰頂材料的綜合彈性模量

其中E1和E 2是組成摩擦副兩零件的材料彈性模量，v1和v2是它們的泊松比，H 表示峰頂材料的布氏硬底，σp是平均峰高（平均峰頂位置高度的均方根植），r是平均峰頂的曲率半徑。