随着汽车高速化,轻量化的发展,盘式制动器越来越多的应用于轿车的制动器中,而对于卡车,大客车而言,鼓式制动器依然占据着主要地位。鼓式制动器具有制动力强的特点,但由于其结构所限,与盘式制动器相比散热较差,特别是应用于重载复杂路况的卡车制动鼓,往往会因为大量的产热,加剧制动鼓和刹车片的磨损,同时在强烈的热疲劳和表面应力的作用下,导致制动鼓破裂失效,对卡车的行驶安全造成了隐患。根据耦合仿生原理,利用激光熔凝表面处理技术,在制动鼓表面按照加工出具有不同形状的仿生单元体,可以使制动鼓的耐磨及抗疲劳性能得到较大提升。然而由于仿生单元体相比于基体硬度较高,表面凸凹不平,容易划伤刹车片,尤其在制动摩擦副的磨合期甚至会产生摩擦副不匹配,制动不稳等问题,大大缩短了与其对磨的刹车片的使用寿命。同时,在摩擦副使用过程中,温度的变化会对基体和仿生单元体的组织和结构产生一定的影响,从而改变仿生表面的物理性能,因此对热疲劳后仿生表面的摩擦特性仍有待研究。本文通过调整制动鼓表面仿生单元体的分布,探究仿生制动鼓不同模型与不同类型刹车片之间的匹配关系,同时对制动鼓不同热疲劳程度下的磨损行为进行了研究,理清仿生耦元与制动鼓热疲劳及与刹车片之间的磨损的关系。研究结果表明,仿生表面对制动鼓的耐磨性有较大的提高,同时对刹车片的磨损有着不同程度的增加,仿生模型与刹车片之间具有一定的匹配关系,其中,半金属型刹车片与45°角网格状仿生模型,NAO型刹车片与45°角条纹状仿生模型均显示了较好的匹配关系。在热疲劳过程后,仿生试样与空白试样相比,耐磨性的增加均得到了一定程度的保持,而同时由于硬度的降低,对刹车片的磨损逐渐减少,这表明仿生表面在制动鼓的整个使用期均有着良好的强化效果。其中,具有条纹加框模型的试样,抗热疲劳性能最好,同时在较高疲劳程度下,仍能保持较高的耐磨性,有着较高的应用价值。