由于油膜轴承在运行过程中具有运行稳定、可靠性高、噪声小等优点,且衬套表面处于完全润滑状态,有效地减小了工作中的摩擦损耗,因此被广泛地应用在大型的水利水电、航空航天工程及重型机械等行业领域。轴瓦作为油膜轴承的重要组成部件,其稳定性直接影响轧制生产线的安全可靠的运行。然而,油膜轴承在复杂多变的实际工况中,在其最易受损和失效的部位中,除了衬套的表面之外还有覆层与基体层的结合界面。在衬套的传统成型工艺中,离心浇铸工艺存在诸多的技术不足和缺陷。一种新型的焊接工艺取代了传统浇铸工艺,基本上避免了传统工艺存在的弊端,并且焊接质量能够完全满足实际生产的需要。随着我国现代化建设的不断发展,工业化的进程对轴承性能也提出了更高的要求。基于焊接工艺,本文对层合材料进行了界面断裂力学理论推导、界面裂纹力学模型的建立和轴瓦的界面断裂力学实验研究。主要研究内容如下:首先,推导了裂纹裂尖附近的计算公式,并分析了裂尖应力和位移的分布规律,得出应力的分布部主要与应力振荡区、振荡影响区以及嵌入区关系;为了摆脱裂纹模型受应力振荡性的影响,本文提出了精细的弹塑性有限元方法;通过一种高效的分析界面裂纹接触问题的弹塑性数值分析方法确定接触区的大小;以界面问题中的相似性原理建立了具有实际物理意义的界面应力强度因子的计算模型。然后,根据界面裂纹的破坏形式建立了相应的破坏准则。基于均质材料裂纹的曲折破坏准则,推导出界面裂尖应力场计算公式和应力强度因子,并应用最大切向应力理论和最小应变能密度理论建立了界面裂纹的曲折破坏准则。为了表征焊接巴氏合金与基体的界面结合性能,进行了三点弯曲力学试验方案;以断裂力学为理论和界面力学为基础建立了相应的界面裂纹的力学模型并分析了界面裂纹的形成机理;利用有限元模拟界面裂纹的扩展过程,通过虚拟裂纹扩展理和能量公式计算出界面裂纹的临界能量释放率和裂纹尖端的应力相角,完成了对界面裂纹萌生和扩展机理的分析,并对界面结合性能进行了综合评价。最后,为提高轴瓦的巴氏合金与基体的结合质量,研究不同热输入参数下巴氏合金焊接工艺与轴瓦基体的有效结合性能。对衬套在焊接工艺下的三种热输入参数的结合性能作出纵向对比,以及与离心浇铸工艺下作结合性能的横向对比,并重点分析研究了焊接巴氏合金的微观组织及力学性能。