实际工程中的接触表面没有绝对光滑的,当物体相互接触时,表面间的实际接触是微凸体间的接触。粗糙表面间的接触行为对摩擦、磨损、润滑、密封和传热等有着重要的影响,是摩擦学研究的主要课题之一。首先,探讨了粗糙表面的统计学和分形表征方法。鉴于分形方法的优越性,采用分形方法表征粗糙表面轮廓曲线,并把光滑表面设为非刚体,建立粗糙-非刚性光滑表面接触有限元模型。针对传统单一软件建模效率不高的问题,先在MATLAB中建立粗糙表面曲线并提取关键点,利用EXCEL处理关键点数据,然后在AutoCAD中建立面域,最后将面域导入到ANSYS中,进一步完成有限元建模。然后,在建立粗糙-非刚性光滑表面接触模型的同时,建立粗糙-刚性光滑表面接触模型,对比计算同分维同粗糙度系数、同分维不同粗糙度系数表征粗糙表面等情况下的真实接触面积、接触压应力、摩擦应力,分析它们随载荷变化的规律以及变化原因。最后,将粗糙-非刚性光滑表面接触模型应用于刀-屑摩擦研究,同时考虑摩擦热的影响,分析前刀面的摩擦状态,进而得出温度时间历程、接触压应力时间历程和等效应力时间历程及其变化的主要原因。最终完成对刀-屑模型摩擦状态的分析。