随着现代机械逐渐向高速、高精度、高性能和轻量化方向发展，机械系统的全生命期性能逐渐成为人们关注的焦点。机械系统在长时间工作之后出现的不可恢复的变化，是引起性能衰退的主要原因之一。在这些不可恢复的变化中,运动副部位的磨损最常见，其通过改变运动副的配合尺寸对机械系统的可靠性、运动精度和使用寿命产生重要的影响。目前，人们对磨损的研究还主要集中于从微观层面对磨损机理进行探讨，而没有考虑机械系统对它的影响。本文在“摩擦学的三个公理”的指导下，从系统的角度将多体系统中间隙铰接副磨损与系统动力学进行耦合仿真，并从理论、仿真和试验等方面对铰接副的磨损预测进行建模和分析，为机械系统的设计和全生命期性能预测奠定理论基础。主要研究内容包括：　　基于Archard磨损模型和有限元接触理论，建立了滑动磨损仿真预测模型，并开发了磨损预测通用程序。引入磨损增量步的概念实现了对连续磨损过程的离散化仿真计算。通过移动边界表面节点模拟表面材料的去除过程。采用边界位移法解决了由于边界节点移动导致的表层网格畸形问题。为了加速磨损仿真，提出了基于“Cycle-update”的周期更新策略、外推放大因子策略和并行计算策略。　　在基于Archard磨损模型进行磨损预测时，磨损的系统依赖性主要表现为Archard模型中的磨损系数受到系统中多种因素的影响（如接触压力、相对滑动速度、温度和润滑介质等）。通过进行有限组不同工况条件下的磨损试验，并采用神经网络技术对试验数据进行挖掘分析，获得磨损系数与各因素间的关系。然后，将该关系应用于磨损预测仿真模型中。　　为了实现对多体动力学系统间隙铰接副的磨损预测，建立了含间隙铰接副的刚-柔耦合多体动力学系统模型。对多体动力学系统中的间隙铰接副进行了运动学和动力学描述，并分别采用Lankarani-Nikravesh法向接触模型和LuGre摩擦模型计算铰接副法向和切向约束力。将采用自然节点坐标系构建的刚性构件和采用绝对节点坐标法构建的柔性构件与间隙铰接副模型相结合，构建了含间隙铰接副刚-柔耦合多体系统动力学模型。　　通过集成磨损仿真预测模型和多体系统动力学模型，建立了多体动力学系统铰接副磨损预测仿真框架。为了提高仿真效率，提出了“加权平均”法对动力学分析的结果进行预处理，并采用“Cycle-update”的周期更新策略对铰接副进行磨损仿真预测。通过引入非线性动态变刚度系数以考虑磨损对动力学求解的影响。　　基于磨损仿真预测模型，并结合数据库和神经网络技术，开发了用于旋转铰接副磨损仿真预测数字样机。数据库用于保存磨损试验数据，神经网络技术用于对数据库中的数据进行挖掘，以获取Archard磨损模型中的磨损系数与摩擦学系统中各影响因素之间的关系。为了实现对国内某型号挖掘机动臂根部铰接副的磨损预测，首先搭建了MZW-150摇摆轴承式磨损试验机，通过试验获得不同工况条件（接触压力和相对滑动速度等）下的磨损系数，并将试验数据保存到数据库中。运用ADAMS仿真软件对挖掘机进行建模并根据某种特定工况进行动力学仿真，获得其动臂根部铰接副的约束状况。最后，运用构建的磨损仿真预测数字样机实现了对其动臂根部铰接副的磨损预测。