不同接触尺度下PVA/HA复合水凝胶的滑动摩擦行为

采用UMT-II型多功能摩擦磨损试验机研究了不同接触尺度下PVA/HA复合水凝胶的滑动摩擦行为,并利用有限元模拟方法对PVA/HA复合水凝胶的滑动摩擦机理进行了探讨。结果表明:滑动过程中PVA/HA复合水凝胶的平均摩擦力、平均摩擦因数及变形深度随接触压头直径的增加逐渐减小,而随着接触载荷呈逐渐增加的趋势;随着接触压头直径的增加,液相的承载能力增大,从而平均摩擦力、变形深度减小;随着接触载荷的增加,液相流失增加,液相的承载力降低,从而平均摩擦力、变形深度增大。     

防撞梁受冲击载荷的试验研究

为了解决防撞梁受冲击载荷时强度计算问题,首次在自制的提升机模拟试验台上研究了提升容器对防撞梁的冲击过程,得到了不同工况条件下的防撞梁瞬态冲击力变化曲线。对不同工况下的曲线进行线性回归,得到对应的拟合方程。结果表明:防撞梁的瞬态冲击载荷不仅与冲击距离呈线性关系,而且和提升容器下降侧与上升侧的张力差、提升钢丝绳的弹性系数有关。因此,为了保证提升系统安全可靠的运行,必须有效地降低过卷时的冲击速度。     

评定钢丝的微动摩擦磨损参数研究

以点接触式提升钢丝绳为研究对象，在实验室建立了钢丝绳中钢丝的微动磨损模型．在自制的钢丝微动磨损试验机上进行微动磨损实验，考察了接触载荷、微动时间和振幅的变化对钢丝试样磨损深度的影响，并用综合参数pv值和pvt值评定微动磨损深度的变化．结果表明，相同微动时间下磨损深度随pv值的增加而增大，相同接触载荷下磨损深度随pv值增大而减小，磨损深度和综合参数pvt值之间基本成线性关系．同时通过微动过程中摩擦系数的变化、磨损产生的磨屑以及磨痕形貌，分析微动磨损过程中磨损机制随微动实验条件的变化规律。     

CHA/UHMWPE复合关节材料的生物摩擦学研究

采用热压成型工艺制备了超高分子量聚乙烯 (U HMWPE) /珊瑚羟基磷灰石 (CHA) 复合关节材料 , 利用人工髋关节模拟磨损试验系统 , 研究了该类复合材料与 CoCrMo 合金组合关节在小牛关节液润滑条件下的摩擦磨损性能。实验结果表明 , 添加 CHA 能有效提高 U HMWPE关节材料的表面硬度 , 降低其磨损率。当CHA添加量为 20 wt %时 , 可获得表面硬度与抗磨损性能的良好匹配。小牛关节液润滑条件下 , U HMWPE及其复合材料的磨损机理主要表现为研磨磨损和疲劳磨损 , 磨损颗粒尺寸随 CHA粉体添加量的增加而增大。      

YAG激光晶化多晶硅

报道了采用YAG脉冲激光器对硅基薄膜进行晶化制备多晶硅的实验结果,其中主要针对以PECVD法制备的不同硅基薄膜(如非晶硅和微晶硅)为晶化前驱物,以及对激光能量的利用等问题进行了分析研究.实验发现,晶化需要基本的阈值能量流密度,而晶化硅基前驱物材料的结构,是决定此阈值的关键.延迟降温速率对激光晶化是一种较为有效的手段,并对所得的初步结果进行了讨论.     

提升钢丝绳的微动损伤实验研究

微动磨损是造成钢丝绳寿命降低的主要原因之一。本文以6×19点接触式钢丝绳为研究对象，对钢丝绳中钢丝进行实验室摸型化，设计并制作了钢丝微动磨损试验机，对钢丝试件进行大量的激动磨损实验。把磨损后的试件从侧向磨损缺口拍摄成SEM照片，由照片上的磨损尺寸计算磨损深度，并以此评定钢丝试件在载荷、循环次数、错动位移变化时，磨损深度的变化趋势     

基于纤维增强和磁场诱导构建坚韧、抗疲劳各向异性水凝胶及其性能研究（英文）

生物组织(如肌腱、软骨等)不仅具有优异的强度、模量和韧性,而且具有长期稳定性,可承受数百万次高应力循环而不断裂,其疲劳阈值超过1000 J m^-2.相比之下,尽管合成水凝胶在强度、模量、韧性和其他性能方面与天然软组织相当,但这些增韧水凝胶仍然会在反复循环载荷下遭受疲劳断裂,其疲劳阈值通常低于100 1 m^-2.在本工作中,我们报道了一种简单的策略,用于开发韧性和抗疲劳的各向异性水凝胶,其疲劳阈值超过常规水凝胶的100倍.各向异性水凝胶通过两步工艺合成,包括磁场定向工艺形成优先排列的PDA-Fe₃O₄-CF纤维结构,以及冷冻解冻-退火工艺处理.优先排列纤维结构和高结晶度的协同作用使各向异性水凝胶具有超高的强度和韧性、优异的摩擦学性能和非凡的抗疲劳性能.各向异性水凝胶的抗拉强度、抗压强度和疲劳阈值分别高达11.82±0.85 MPa、5.95±0.35 MPa和1845 J m^-2,显著高于大多数生物凝胶和合成水凝胶.因此,本研究为制造性能优异的软材料提供了一种可行的方法,拓展了软...     

聚乙烯醇／纳米羟基磷灰石复合水凝胶溶胀机制和启动摩擦性能研究

选用高分子聚乙烯醇(PVA)和纳米羟基磷灰石(HA)为原料,采用反复冷冻-解冻法制备PVA/HA复合水凝胶.利用光学显微镜考察PVA/HA复合水凝胶的溶胀性能,用精密位移传感器对PVA/HA复合水凝胶的接触变形特性进行测量,在小牛血清稀释液润滑条件下进行PVA/HA复合水凝胶的往复式摩擦试验,考察冷冻-解冻次数和接触时间对PVA/HA复合水凝胶启动摩擦性能的影响.结果表明:PVA/HA复合水凝胶是一种交联网状微观结构,溶胀性能优异;随着冷冻-解冻次数的增加,PVA/HA复合水凝胶交联度增大,网状结构趋于完善,其接触变形越小,恢复变形所需的时间越短;PVA/HA复合水凝胶在滑动过程中的法向位移量和启动摩擦因数随反复冷冻-解冻次数的增加而减小,随接触时间的延长而增大.     

钢丝微动疲劳裂纹萌生寿命预测研究*

钢丝微动疲劳过程中,钢丝裂纹萌生特性直接影响其裂纹扩展特性,进而制约钢丝微动疲劳寿命,因此开展钢丝微动疲劳裂纹萌生寿命预测研究具有重要意义。基于有限元法、摩擦学理论和断裂力学理论,运用Smith-Watson-Topper（SWT）多轴疲劳寿命准则建立考虑磨损的钢丝微动疲劳裂纹萌生寿命预测模型,基于多种不同的钢丝疲劳参数估算方法对钢丝的微动疲劳裂纹萌生寿命进行了预测,并探究接触载荷、疲劳载荷、交叉角度及钢丝直径等微动疲劳参数对钢丝微动疲劳裂纹萌生寿命的影响规律。结果表明：基于中值法的预测结果最接近实际值;在微动疲劳过程中,钢丝微动疲劳裂纹萌生寿命主要与接触载荷和疲劳载荷相关。通过引入微动损伤参数建立简化的适用于钢丝绳的钢丝微动疲劳裂纹萌生寿命预测模型,通过与考虑磨损的预测模型计算结果进行对比验证了该模型的准确性。     

薄膜太阳电池用改进型绒面结构MOCVD-ZnO:B透明导电薄膜研究

利用低压MOCVD技术在玻璃衬底上生长了改进型绒面结构ZnO:B薄膜。改进型ZnO:B薄膜包含两层薄膜,第一层采用传统工艺技术生长了类金字塔状晶粒,第二层借助相对低温生长技术获得了类球状晶粒。典型的双层生长技术获得的MOCVD-ZnO:B薄膜具有相对高的电子迁移率~27.6 cm2/Vs,主要归因于提高了晶界质量,减少了缺陷态。随着第二层修饰层厚度的增加,MOCVD-ZnO:B薄膜的绒度提高,而光学透过率有所下降。相比于传统工艺生长的ZnO薄膜,双层结构的MOCVD-ZnO:B薄膜应用于硅基薄膜太阳电池展现了较高的太阳电池转化效率。