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截齿是用于煤炭生产中截割煤岩的一种截割刀具。井下的工作环境十分复杂,截齿在截割煤岩的过程中损耗较大。中国2017年的煤炭产量为35.23亿吨,其中每开采1万吨的煤炭,会消耗掉1000把左右的截齿,这其中近45%是由于齿体的磨损造成的。截齿的平均单价在100元左右,面对每年近百亿的经济损失,开展对截齿齿体耐磨性能的研究有着十分重要的意义。以仿生学理论中的非光滑耐磨结构作为研究基础,对比不同结构的耐磨机理,同时结合截齿的实际工况,选定蜣螂虫体表的凹坑耐磨结构作为研究对象。通过建立数学模型的方式,结合实际的尺寸参数,将凹坑耐磨结构应用到截齿齿体表面上,设计出新型的仿生耐磨截齿。通过正交试验的方法,使用摩擦磨损试验机对16组试件进行磨损试验。试验测得的数据结果表明,带有凹坑结构的试件其磨损量为光滑结构的24.3%~61.17%。证明了凹坑结构能提高耐磨性能。并根据试验结果,选定了直径为1.5mm,中心距为3.5mm,深度为1.3mm的规则分布方式作为凹坑的尺寸参数。通过ABAQUS对试验所用的带凹坑结构的试件及仿生截齿进行有限元仿真分析。得出的结果表明,试件表面的凹坑结构使试件平均应力降低20%左右,同时可使其应力均匀分布在试件表面,并使应力的作用面积占比降低50%以上。证明凹坑结构能提高耐磨性能。所得仿真结果与试验相符,证明了用仿真分析耐磨性的可行性。对仿生截齿齿体与原有结构的截齿齿体进行热力耦合对比分析,仿生截齿的齿体表面受到的平均应力降低了37.7%,散热性能提高了近20%。从而证明仿生截齿通过降低应力以及热损耗的方式来实现其耐磨性能的提高。