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超高分子量聚乙烯（UHMWPE）以良好的耐磨性,优良的机械性能以及生物相容性,作为人工关节窝材料与金属或陶瓷关节头组合构成现代人工关节。人工关节长期使用后会产生磨损,磨损颗粒诱导骨吸收,是引起人工关节无菌松动和最终失效的主要因素。关节的运动方式主要有滑动、滚动和微动。考虑到人体活动的特殊性,有些运动会引起关节头在臼杯中小角度的旋转,则两个接触面间就会产生扭动微动。作为微动的一种运动模式,扭动微动研究鲜有报道。本文采用球/面接触,研究了UHMWPE在两种法向载荷（Fn=100N、200N）、五种角位移幅值（θ=0.2°、1°、5°、30°和90°）、与两种配副（Al2O3和TC4）对磨时的扭动微动行为。在详细分析微动接触条件下动力学特性的基础上,结合光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线光电子能谱仪（XPS）和X射线衍射仪（XRD）对磨痕进行了分析,探讨了扭动微动过程和损伤机制,得到了以下结论:1.扭动微动的运行特性可以通过摩擦扭矩～角位移幅值（T～θ）曲线进行描述;UHMWPE的T～θ曲线呈现3种基本特征,即直线形、椭圆形和平行四边形。2.当角位移幅值较小时（θ=0.2°）,UHMWPE的扭动微动处于部分滑移区;角位移幅值较大时处于滑移区。法向载荷的增加对曲线的形状无影响。3.扭矩曲线可分为跑合、上升和稳定三个阶段;本论文的有些试验条件下稳定阶段没有出现。4.试验初期,扭动接触刚度随循环次数的增加较快,后达到稳定。耗散能在试验初期基本保持不变,随着循环次数的增加逐渐上升。5.当角位移幅值度较小时,UHMWPE磨损较轻微,磨痕中间几乎无磨损,磨痕外圈出现细密的犁沟,分布着较多微小的球形磨屑;当角位移幅值较大时,磨痕表面分布着较多的凸脊,稍外侧材料表面出现撕裂,磨痕的最外圈出现众多犁沟和磨屑。UHMWPE的磨损机制主要为磨粒磨损、粘着磨损和氧化磨损。6.XPS和XRD分析发现,与原始表面相比,磨痕表面的结晶度有所下降,表面磨损过程中存在UHMWPE大分子链的断裂,同时磨损过程中伴随着氧化。7.UHMWPE与Al2O3和TC4两种配副对磨时,摩擦扭矩～角位移幅值曲线、扭矩曲线、耗撒能曲线和扭动接触刚度的变化规律相似。在Fn=100N时,UHMWPE/TC4扭矩值较高;Fn=200N时UHMWPE/Al2O3扭矩值较高。UHMWPE/Al2O3的摩擦耗散能较UHMWPE/TC4高。UHMWPE磨损表面出现相似的特征;不同的是UHMWPE/TC4磨痕心部有塑性流动的迹象,而UHMWPE/Al2O3时无此现象。同种工况下UHMWPE/TC4的磨痕深度较浅,磨痕直径略小。