扭动微动是在交变载荷下接触副发生往复微幅相对扭动。扭动微动的现象普遍存在于各个工业领域,扭动微动作为四种微动运行基本模式之一,至今研究甚少。虽然已有部分研究揭示扭动微动损伤机理,但还有待深入。目前,对微动磨损的研究,其损伤过程的认识是基于一种黑箱的研究方法。因此,对不同透明材料进行动态实时观测,有利于揭示实际损伤过程中的微观现象的发生和发展,对深入认识微动磨损机理有重要意义。同时实时观测和摩擦振动信号检测可作为研究扭动微动磨损一种新的手段。本研究是在新型扭动微动试验装置上配置实时观测和摩擦振动信号检测系统,对四种对磨副(PMMA/GCr15、PMMA/PMMA、普通玻璃/GCr15、石英玻璃/GCr15)进行了扭动微动磨损试验研究,在分析其扭动微动动力学特性及实时观测录像的基础上,结合摩擦振动分析,揭示了磨损机理以及表面形貌与摩擦振动之间的联系。本论文得到以下结论：1.四种对磨副的摩擦扭矩—扭动角位移幅值(T-θ)曲线可以用来表征扭动微动的动力学特性。在本研究试验参数下,对于PMMA材料,可得到三种类型的基本T-θ曲线：即直线型、椭圆型以及平行四边形型；对于普通玻璃和石英玻璃,其T-θ曲线仅可观察到两种类型(椭圆型和平行四边形型)。2.对于四种对磨副,在部分滑移区摩擦扭矩值增长缓慢；在混合区和滑移区,四种对磨副的摩擦扭矩曲线分为三个阶段,即：跑合阶段、上升阶段和平稳阶段；滑移区的摩擦扭矩值高于部分滑移区和混合区。3.实时观测与损伤机理：a)部分滑移区：四种对磨副的损伤轻微,变形主要由弹性协调。b)混合区：对于PMMA/GCr15接触,首先在接触边缘出现细小银纹,随着银纹增多损伤逐渐加重并伴随着磨屑排出,呈现环状损伤环,其磨损机制主要是疲劳磨损；对于PMMA/PMMA接触,首先在边缘发生环状损伤,然后逐渐加重,接触中心始终处于黏着,磨损机制主要是磨粒磨损。c)滑移区：对于PMMA/GCr15接触,首先在接触中心观察到塑性流动的痕迹,随后接触边缘出现少量银纹,随着银纹数量增加与材料的剥落,接触边缘发展成“纺锤状”的剥落坑,有大量磨屑排出,整个接触区发生相对滑移,磨损机制为疲劳磨损；对于PMMA/PMMA接触,在初期接触边缘发生损伤,随循环周次的增加整个接触区发生损伤,磨损机制为磨粒磨损；普通玻璃/GCr15对磨副,接触边缘内侧出现损伤,随后有微小裂纹产生,数量增加并形成环状损伤,损伤区域逐渐增大直至循环结束并导致严重损伤,同时有大量磨屑排出,磨损机制主要是磨粒磨损和疲劳磨损；对于石英玻璃/GCr15对磨副,微动损伤过程和磨损机制与普通玻璃对磨副相似,但其微裂纹会发生周向及径向的扩展延伸。4.摩擦振动信号：在部分滑移区,PMMA/GCr15和PMMA/PMMA对磨副未激起可探测到的摩擦振动信号。在滑移区,PMMA/GCr15对磨副每循环下累计事件发生数随循环次数增加先增多后减少,在不同的损伤阶段,表现出不同的摩擦振动信号特征；PMMA/PMMA对磨副每循环下累计事件发生数随着循环次数增加而增多,但不同损伤阶段,摩擦振动信号表现出相同特征。两种对磨副在同一循环次数下的法向振动信号和切向振动信号具有相同特征。