聚合物基人工关节材料摩擦学性能的研究进展

综述了近年来国内外人工关节材料及其摩擦学性能的研究现状和进展,重点介绍评述了聚合物基关节材料的增强方法与实际应用。大量的研究结果表明,提高人工关节材料抗磨损性能的主要途径还是对材料进行复合以及表面改性。不同的处理参数对材料抗磨损性能有很大影响,合理地选择处理方法可以很大程度上提高材料的抗磨损性能。对人工关节软骨的研究作了简要的介绍,对今后的研究重点提出了建议。     

摩擦学设计主要是摩擦学系统的设计

在一般意义下的讨论了摩擦学设计,涉及 摩擦学设计的目标和特征。强调摩擦学设计不能仅仅被理解为理解为摩擦副的设计,更能被理解为摩擦,磨损或润滑的设计。介绍了国内在转子－轴承－密－齿轮系统、推力轴承系统、缸套－活塞－活塞环系统、主动磁轴承系统和摩擦学机敏材料系统设计方面所做的一些工作。国家自然科学基金委员会对这些 强有力的经费支持。     

摩擦学设计

在讨论了机械设计中未能正确地、完整地、充分地运用已有的摩擦学知识,而使摩擦学潜在的经济效益未能得到发挥的现状之后,从分析摩擦学知识的结构特点出发,提出了在机械设计中加强和改进摩擦学设计的问题;提出应从系统论的高度来研究摩擦学设计,强调了摩擦学设计在空间上和时间上的特征、并由此讨论了摩擦学设计的目标、内容、步骤和方法方面的问题。     

拉延工艺中的摩擦学设计应用

应用摩擦学设计知识，探讨了拉延工艺中的润滑机理和润滑方法，解决了护风罩拉延工艺中的起皱和拉裂问题。     

人工关节材料的表面润滑设计与应用

人工关节的摩擦磨损问题仍然是基础研究中最重要的问题,借助表面改性技术改善假体的摩擦学性能是人工关节未来发展的必经之路。从润滑角度考虑,对假体关节材料摩擦性能的研究主要集中在表面功能化润滑结构设计以及新型仿生润滑剂研究两方面。针对功能化润滑结构,介绍表面织构设计以及聚合物刷的应用,分析表面织构参数对不同运动工况下摩擦副摩擦性能的影响,阐述表面织构的润滑机制;总结不同种类的聚合物刷结构对摩擦体系耐磨性能的调控,阐明\"刷型\"结构在摩擦界面的水润滑特点,提出环境介质对聚合物刷结构及性质的影响作用。针对关节润滑剂,介绍传统的关节滑液组分向聚合物仿生润滑剂的拓展。指出微/纳结构的嵌套设计与协同润滑以及润滑剂结构仿生与功能仿生的结合,将是未来的重要发展方向。     

PEEK基自润滑复合材料的摩擦学研究和应用

聚醚醚酮(PEEK)基自润滑复合材料具有摩擦因数低、耐磨性好等特点,可以在无润滑、高温、潮湿、污染、腐蚀等恶劣环境下使用。本文综述了对聚醚醚酮(PEEK)基复合材料摩擦学研究的新进展,讨论了纤维增强、无机填充、有机共混改性以及温度、对偶和介质、固体润滑剂等对PEEK基复合材料摩擦学性能的影响,介绍了PEEK基复合材料在人工关节假体材料方面的应用,指出PEEK摩擦复合材料今后的研究方向,以期扩大PEEK复合材料的摩擦学工程应用。     

石墨烯增强超高分子量聚乙烯人工关节软骨材料的制备及摩擦学性能研究

正项目负责人:阎兴斌(E-mail:xbyan@licp.cas.cn)依托单位:中科院兰州化学物理研究所项目批准号:510052251.项目简介针对目前超高分子量聚乙烯(UHMWPE)人工关节软骨材料在实际应用中存在的问题和缺陷,本项目采用力学和摩擦学性能优异的石墨烯作为增强相,从材料组分和结构控制入手,设计和制备新型的石墨烯/UHMWPE人工骨关节材料,考察材料     

织构化表面设计及其摩擦学应用

织构化表面作为近年来涌现的表面摩擦学改性新技术,具有降低摩擦磨损的作用,在机械摩擦配副中得到了广泛的研究和应用。随着先进制造技术的发展,复杂、精细织构的加工制造成为了可能。与此同时,表面织构的摩擦学设计也由试验试错筛选阶段逐步走向理论优化阶段。概述了近年来表面织构化设计及其摩擦学应用的发展前沿和进展。介绍了凹形和凸形织构在加工、润滑方面的特点,以及凹形织构在不同工况下的润滑机理。探讨了近年来织构流体动压润滑和混合润滑模型的发展,并概述了织构典型规则形状的选择和不规则形状优化研究。归纳了针对不同材料和不同工况,圆形织构尺寸参数的选择和优化设计,总结了合理的参数范围。进而重点探讨了圆形织构排布影响,分析了几种典型的织构排布研究;同时概述了针对典型摩擦配副,如轴承,织构排布形式的选择和设计方法。最后,对织构化表面设计研究进行了总结,提出了表面织构设计面临的问题挑战,并对织构设计未来的发展方向进行了分析和展望。     

摩擦学设计综合评价模型的研究

在摩擦学设计系统中,以摩擦学系统的系统工程思想为指导,综合考虑摩擦学设计要求,提出了一种新的基于神经网络的综合评价模型,并在轴承—转子系统摩擦学设计中得到应用。实践证明,该模型评价结果合理、准确。     

内燃机摩擦学智能设计中人工神经网络的应用

开发内燃机摩擦学智能 CAD系统 ,除建立符号模型、数学模型之外 ,需要建立人工神经网络模型 ,将大量隐含于数值分析和试验数据中的隐性知识转化成显性的设计规则。文中提出了智能 CAD系统中人工神经网络的应用模型 ,并应用于内燃机活塞功耗的分析和规则提取     

PTFE、炭黑和石墨填充聚苯醚的摩擦学性能研究

采用熔融共混-传递模压成型方法制备不同含量PTFE、石墨和炭黑填充聚苯醚(PPO)共混物,在立式万能磨损试验机上进行摩擦磨损试验,利用扫描电镜观察磨损表面以探讨材料的磨损机制.结果表明:经PTFE填充的PPO共混物摩擦因数和磨损量均有所降低,其最佳添加量为10%(质量分数);而炭黑和石墨的加入使得共混物的摩擦磨损性能降低;PPO共混物的磨损机制以黏着磨损为主.     

基于VC和ObjectARX的人工关节的参数化设计

运用VC和ObjectARX ,在AUTOCAD2 0 0 0环境下 ,进行人工关节的参数化设计。该设计极大地提高设计效率和设计质量 ,具有良好的交互性。     

凸轮传动系统的摩擦学设计

凸轮传动系统主要被应用于机械控制系统，控制精度是其机构设计的重点内容，凸轮廓线精确设计是运动方式的基本保证，摩擦学问题是系统正常工作的重要条件，是系统失效的重要因素，决定系统的使用寿命。本文综述和分析凸轮传动系统摩擦学设计的基本问题，提出设计研究的方向。     

齿轮传动的摩擦学设计

运用弹流理论对齿轮传动进行了分析,提出从摩擦学角度进行齿轮传动设计的原则,为降低齿轮的磨损,提高传动效率和使用寿命提供了依据。     

大系统的摩擦学设计

阐述了汽轮发动组转子轴承系统的摩擦学设计应当是基于知识的设计。把它作为一个特殊来研究现代设计技术中的若干问题。认为最基本的问题是知识获取得问题以及知识获得取环境的建设。它和先进制造技术的其他方面相比，更需要投入巨大的研究力量。     

面向环境的摩擦学设计

摩擦与磨损是影响机械产品能耗及材料利用率的重要因素之一,对产品的摩擦学系统进行科学合理的设计是改进产品环保品质的重要途径,这里从产品生命周期全过程分析了摩擦学系统的特征,探讨了面向环境的机械产品摩擦学系统设计的目标和方法。     

链传动的摩擦学设计分析

通过对链传动摩擦、磨损和润滑现象及机理,以及链传动结构和传动理论的综合分析,得出了链条磨损的主要形式及形成机理,给出设计减磨降阻链条的方法和机械结构;并应用链传动的摩擦学原理分析了链传动在各种工况下的润滑原理,给出了合理润滑方法;得出了链传动摩擦学设计的基本原理和方法。     

主动摩擦学设计方法

摩擦学是研究具有相对运动表面之间的相互关系的学问,摩擦学设计是以摩擦学的基本观点进行设备运行系统工作状态研究的设计,本文综合当前国内外摩擦学设计的理论和方法,提出主动摩擦学设计的基本概念和设计方法。