随着节能环保以及国家海洋战略的实施,海水液压传动系统、反渗透海水淡化系统、深海作业工具系统等将得到愈来愈广泛的应用,上述这些系统的核心动力元件就是高压海水轴向柱塞泵,滑靴副副是它的关键摩擦副之一,而且是一组典型的高压重载副。由于海水黏度低、润滑性极差、气化压力高,并具有很强的腐蚀作用,特别是存在成分复杂的各种污染杂质,在高速重载工况下,滑靴副极易遭受污染磨损,使海水泵性能劣化而过早失效。本文提出应用非光滑表面技术来改善滑靴副的磨损性能,并应用数值仿真与实验结合的方法研究非光滑表面润滑规律。首先,根据滑靴副的实际工况和工作特点,建立运动模型与几何模型,并将仿生非光滑表面布置于滑靴底面。其次,针对单一仿生单元进行数值模拟,分析各因素对承载力的影响,并确定几种较优的凹坑结构。结果表面扇形坑口形状最优,圆弧状截面形状最优;较优坑形为扇形锥坑与球坑。再次,针对优秀坑形加工试件进行实验,对比分析光滑表面与各非光滑表面的实验数据。在不同转速情况下,非光滑表面的摩擦系数均小于光滑表面。最后,将几种优秀坑形应用于滑靴副并对流场进行数值模拟,分析仿生单元尺寸、深径比间距水膜承载特性的影响,得出水膜承载力随各因素变化的规律并确定最优结构。