粗糙表面几何形貌的评定与分析是摩擦学与表面工程领域的重要研究课题之一。受各种确定性和随机性因素的影响,任何零件表面都会形成各具特色的几何形貌,真实零件表面由一系列高低不平的微小凸体组成,粗糙表面上产生的接触应力、变形、温度、疲劳损伤、黏着、犁沟等效应,都与微凸体的高度、形状以及空间分布有着直接关系。粗糙表面的微观几何形貌影响真实表面的接触特性,从而影响着整机的摩擦、密封以及润滑等性能,研究机加工粗糙表面的几何形貌特征,并对其进行表征和建模具有十分重要的工程意义。论文的主要研究内容包括:在加工工艺参数相同的条件下,分别制作20个铣削和车削待测试样,经三维表面形貌仪(STILMicromesure2)获取其几何形貌数据,使用小波变换滤除基准面,通过灰度共生矩阵法对待分析试样的二阶距/能量、熵、对比度、均匀度和相关性五个特征值进行分析和比较,进而确定在相同加工参数下表面间纹理的相似性;基于二维离散平稳小波变换对铣削试样和车削试样进行多尺度多方向分解,寻找小波系数的统计规律并实现不同尺度不同方向的表面建模,最后使用其逆变换实现铣削试样表面重构,并采用表面三维表征参数进行验证;研究了 Contourlet变换对车削试样的多尺度多方向分解,通过寻找Contourlet系数的统计规律实现不同尺度不同方向下的表面重构,经Contourlet逆变换实现全尺度下的表面建模,并采用三维表征参数进行验证;最后,研究了如何使得建模后的表面具有给定的支承率曲线。研究结果表明:通过灰度共生矩阵的特征参数分析结果得出,在相同的加工方法及相同加工参数下获得的粗糙表面,其几何形貌在高频和低频特征中都具有很高的相似性,为粗糙表面的计算机建模及后续分析提供了依据;通过对铣削试样建模研究可知,二维离散平稳小波变换能够实现粗糙表面的多尺度多方向分解,并且小波变换善于捕捉粗糙表面固定方向下的直线型纹理,经三维表征参数验证可知,建模前后表面具有很高的相似性;对车削试样表面建模过程进行分析可知,Contourlet变换的分解方向更加灵活,并且善于捕捉曲线型纹理特征,经三维表征参数验证可知建模前后表面具有很高的相似性;粗糙表面支承率曲线与表面高度累积概率分布曲线之间具有简单的代数关系,基于灰度图像直方图的规定化方法,可建立具有指定支承率曲线的粗糙表面模型。