基于激光喷丸的力学效应在材料表面制备具有一定形貌参数的微造型阵列,能够改善其摩擦磨损性能,因此在摩擦磨损领域得到了广泛的研究与应用。本文以球墨铸铁材料为研究对象,利用激光喷丸加工技术,在试样表面制备具有一定几何参数和形貌的微造型阵列,并对微造型后的试样表面进行相应的力学性能测试,最后通过干摩擦磨损试验和往复滑动磨损过程数值模拟,综合分析了微造型几何参数和形貌对球墨铸铁表面减摩耐磨性能的影响机理。主要工作包括:(1)基于激光喷丸技术相关理论,探讨了激光喷丸处理对球墨铸铁表面微观组织及其力学性能的影响机理;通过调节激光喷丸过程中的激光能量和控制平台运动速度,加工出具有不同深径比和中心距的微凹坑阵列,同时根据力学性能测试结果,得到了激光喷丸能量与微造型表面显微硬度和残余应力之间的对应关系。(2)通过开展干摩擦磨损试验,分析了不同微造型参数(深径比、凹坑中心距)对球墨铸铁试样表面摩擦磨损特性的影响规律,研究发现:微凹坑深径比0.052、中心距2 mm的微造型试样表面具有最佳的干摩擦磨损性能;最后根据干摩擦磨损理论以及磨痕形貌观测图,进一步分析了微造型试样表面的减摩耐磨机理。(3)通过对比分析未造型与微造型接触表面在往复滑动磨损过程中的等效应力分布和温度分布的数值模拟,结果发现未造型模型接触面的应力集中区域显著大于微造型模型接触表面,微造型模型接触表面平均等效应力值明显小于未造型表面,应力集中程度得到明显改善;未造型模型接触区的温升最大值高于微造型表面,且未造型模型在滑动磨损过程中,接触面的温升区域较大,微造型模型接触表面的温度要普遍低于未造型接触表面,且不会出现大面积温升区域,表面温度分布状况得以改善。