机械结合面普遍存在于各个机械零件中。结合面的存在对机械结构的整体特性影响很大,因此在现代工业生产中,探究找到一种准确评价结合面力学性能的方法,不仅是重要的学术技术问题,而且具有广阔紧迫的现实应用价值。传统的实验方法往往受到许多限制,无法精确测试材料的力学性能。近年来发展起来的仪器化压痕硬度实验法可以表征材料从纳米到微米深度的力学性能,而且具有方便、迅速、准确、直观、无损的优点,它可以广泛地应用在材料残余应力、硬度等性能的测量上。本文旨在运用循环压缩和剥层仪器化压痕硬度的实验方法,评价循环载荷前后带有粗糙度的结合面发生的塑性行为和变化,并分析45#钢受压前后加工应力层的变化和塑性变形区的产生,为工程应用提供理论及实验依据。本文研究了不同表面粗糙度的平面结合面在循环压缩载荷作用下的静态特性,并基于仪器化压痕法采用剥层方式研究了压缩前后结合面的最大痕深度hmax和塑性功Wp的变化,论文主要工作和成果为:(1)通过对不同粗糙度45#钢试样连接体进行弹性范围内的循环压缩,材料粗糙度减小,结合面上发生了塑性变形的行为。结合面模型的应力应变关呈非线性关系,且表面粗糙度等级越大,非线性程度越大。同时,结合面的连接体的刚度会随着结合面粗糙度的增加而减小。(2)通过剥层法测量压缩前后45#钢仪器化硬度得到了各层深载荷—位移曲线,并提取了曲线中最大压痕深度hmax。经过对压痕最大深度hmax的增量的分析,结论如下:循环载荷增大了结合面表层的压应力,且结合面的表面粗糙度越大,其压应力增量也越大。(3)根据对仪器化硬度试验中塑性功Wp沿层深的变化规律分析,得出结合面微凸体的接触会产生不均匀应力分布,使得结合面的粗糙表层下形成塑性区,且结合面的表面粗糙度越大,塑性变形区越大。