滚动轴承的绝大多数失效行为发生在表面和次表面区域，其中接触疲劳为其最主要的失效形式，而如何解决表面失效问题已成为破解滚动轴承应用瓶颈的关键。本项目深入分析了典型加载条件下硬质涂层接触疲劳失效机制，借助ABAQUS有限元模拟软件系统归纳了涂层厚度、对滚副弹性模量及尺寸对接触应力的影响规律，分析研判了涂层内应力与外载的叠加效应，对接触疲劳失效过程中可能存在的涂层内应力松弛机制给出了初步诠释，并在此基础上揭示了涂层厚度、内应力以及涂层接触疲劳失效行为三者间的竞争机制。结果表明，基于工艺调控技术可制备大厚度硬质薄膜，并实现对薄膜组态的调控。通过调节基体偏压、工作气压等沉积参数改变薄膜生长过程中的能量输入，可实现对薄膜组织结构和内应力的调控。薄膜厚度非简单几何参数，沿厚度方向上薄膜组织结构发生改变，薄膜力学性能随膜厚发生变化。滚动接触疲劳过程中，在交变载荷的周期性作用下，疲劳裂纹源萌生于膜/基界面，经一定循环周次后裂纹扩展路径发生改变，以某一角度向涂层表面偏折，最终到达涂层表面形成剥落。对于多层涂层，界面和层间失效呈动态竞争关系，当层间结合强度强于膜/基界面时，疲劳损伤最先发生于膜/基界面区域。反之，则优先发生于层间界面。滚动接触疲劳法可定量表征硬质薄膜动态结合强度，结果可用于预测不同接触条件下滚动摩擦副表面薄膜的服役寿命。界面最大剪切应力幅是控制界面裂纹萌生和扩展的力学参量，通过界面最大剪切应力幅和临界剥落周次N构建的关系曲线用于薄膜动态结合强度的表征。薄膜沉积过程中累积的内应力是造成膜基结合性能弱化主要原因，内应力施加在界面剪切应力可用于表征薄膜剥落驱动力。本项目取得的研究成果可为轴承等滚动摩擦副部件表面涂层材料的结构设计及优化提供重要借鉴。