由刚体和软质材料接触配对形成的柔性摩擦副在工业中有着广阔的应用前景,特别是在摩擦传动和制动方面,增大这些摩擦副的摩擦系数于确保装置安全运行和减少运作成本有着重要意义。本着柔性摩擦副增摩的目的,经过一系列的力学分析,初步将球状凸起型表面织构设计于刚体表面上。为验证方案的可行性,运用有限元分析法对织构化刚体和平滑的软质材料的非线性大变形的摩擦接触过程进行了仿真模拟,探究了应力应变的分布规律和变化趋势,发现犁沟力可以引导摩擦效果增强。在此基础上,通过对变量的控制逐一确定了法向载荷、软质材料硬度和织构半径对摩擦副的影响,为摩擦副参数的提供以及材料的选择提供了思路。在综合考量了材料的力学性能和制备的难易程度后,选取了合适的材料并且制备出所设计的柔性摩擦副。其中,刚体采用聚乳酸(PLA)材料,通过3D打印制成;软质材料选用由不同成分配比制成的三元乙丙橡胶(EPDM)和硅橡胶(PDMS)。随后,设计并搭建摩擦实验台测试了织构化刚体在平滑的软质材料上滑动的表观摩擦力。实验结果表明,软质材料的黏度、弹性等特性决定着它的摩擦行为;与无织构的摩擦副相比,表面织构能够在低法向载荷的条件下减少摩擦,而在高载荷的条件下增加摩擦;另外,织构半径和橡胶硬度对当量摩擦系数有着显著的影响,小的织构半径和橡胶硬度更有利于摩擦系数的增加。在实验的基础上,通过建立球体与弹性半空间接触的理论模型分析了织构化柔性摩擦副的摩擦机理,发现表观摩擦力是由滑动摩擦力和犁沟力组成,其中,球型凸状织构嵌入软质材料中滑动产生的犁沟力是影响当量摩擦系数的主要因素。提出了有效角度和嵌入数来模拟摩擦副的接触状态,分析了嵌入数对织构参数和软质材料性能的非线性依赖关系并基于实验结果总结模型得到了用以预测当量摩擦系数的表达式,为表面织构技术在柔性摩擦副中的应用提供了有力依据。