机械设备、交通工具、弓网系统中存在着许多接触副,如机床导轨、齿轮啮合、轮轨接触、弓网接触、轴承零件等,高精尖领域的飞速发展对零部件的服役性能提出了更高的要求。各接触系统通常会在多方向冲击、循环动态载荷等多重耦合工况条件下服役,材料所经历的接触应力场和失效模式远比准静态简化模型所应对的情况更为复杂,现有实验机冲击或振动工况参数较少、接触形态较为单一,还未能支持开展多工况耦合条件下的相关研究。因此,研制一台集复杂接触旋转与双向振动耦合为一体的动态接触实验机,开展动态接触实验研究,分析其动态接触摩擦学行为,为建立客观科学的动态接触理论、承受动载零部件的设计与优化、新材料及表面处理工艺的研发等具有十分重要的指导意义。本文旨在研制一台支持多种试件安装、动态加载、信号自动测量采集的多功能振动接触实验机,并对新研制实验机进行系统地调试,采用三球-平面、三球-锥面滑动接触副开展了实验机的动态接触性能验证实验,借助光学显微镜、SEM电镜、白光干涉仪对实验后的钢球表面进行了特性分析,主要研究了两种接触形态试件在不同振动工况下的磨损特性,从磨损形貌来定性分析了各工况下钢球接触面的磨损趋势,从磨痕尺寸、磨痕面积、磨损球缺高度及磨损体积定量分析其磨损特性。主要包括下述内容:(1)开展了多功能振动接触实验机的全面调试工作。调试结果表明:测量传感器及信号分析仪均能实时采集实验信号;主轴转速均能达到设定值且稳定性较好;垂向独立加载机构的加载响应性及稳定性均较好;信号发生器、功率放大器均能有效控制激振系统的振动形式及出力大小;以三球-平面滑动接触副作为调试试件对整机系统进行动态调试,提出了采用外圆车刀对下试件安装盘进行精加工以解决系统载荷波动较大问题的方案。(2)开展了油润滑状态下振动方向对基于轴承钢GCr15的三球-平面滑动接触副动态摩擦学特性的影响研究。研究结果表明:四种不同载荷工况(垂向载荷、垂向载荷+垂向振动、垂向载荷+横向振动、垂向载荷+双向振动)中,振动载荷明显改变了接触界面的磨损特性。垂向振动工况下钢球磨损程度最为严重即磨损量最大,而双向振动工况下磨损量最小,说明双向振动可在一定程度上减轻钢球表面的磨损。(3)开展了油润滑状态下振动方向对基于轴承钢GCr15的三球-锥面滑动接触副动态摩擦学特性的影响研究。研究结果表明:四种不同载荷工况(垂向载荷、垂向载荷+垂向振动、垂向载荷+横向振动、垂向载荷+双向振动)中,施加振动载荷后钢球表面的磨损情况与垂向载荷工况具有显著区别。通过对比垂向载荷工况与振动工况,发现振动工况均加剧了钢球表面的磨损,横向振动工况下的钢球磨损程度最为严重,而双向振动工况下的磨损量低于单向振动工况。