江苏省自然科学基金(BK2008005)
- 作品数：12 被引量：45H指数：4
- 相关作者：葛世荣王庆良张德坤刘金龙韩树洋更多>>
- 相关机构：中国矿业大学清华大学更多>>
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- 相关领域：医药卫生机械工程环境科学与工程一般工业技术更多>>
- 黄铜/钢摩擦副接触面积对磨损的影响被引量：3
- 2010年
- 本文对不同直径铜销与钢盘的摩擦磨损进行了研究,研究结果表明:在相同正压力条件下,不同直径销的磨损率随销直径的增大有降低趋势,并且这种降低趋势随销直径的增大逐渐趋于平缓,当接触面积增大到一定尺寸后,其磨损率不再变化,趋于恒定值,由此建立了相同正压力条件下磨损率与接触面积的变化规律数学模型.根据该模型可确定摩擦副的设计尺寸或预测摩擦副的使用寿命;在正压强和其他试验条件相同的条件下,不同直径铜销在单位时间单位面积上的磨损量随着销直径的增大有降低的趋势,并且这种降低趋势随销直径的增大逐渐趋于平缓,本文从铜销直径变化而导致的摩擦副接触表面生热和铜销表面散热等方面对这种现象进行了论述.
- 刘金龙刘洪涛丁静倩
- 关键词：接触面积磨损散热数学模型
- PVA-Silk复合水凝胶的摩擦磨损性能研究被引量：2
- 2010年
- 选用高分子聚乙烯醇(PVA)和蚕丝(Silk)为原料,采用反复冷冻-解冻法制备PVA-Silk复合水凝胶。在往复式微摩擦试验机上研究PVA-Silk复合水凝胶的摩擦磨损性能,采用激光位移传感器测量PVA-Silk复合水凝胶的磨损深度,在扫描电镜上观察PVA-Silk复合水凝胶磨损后的微观形貌。结果表明,PVA-Silk复合水凝胶在摩擦磨损过程中随载荷的增大,启动摩擦因数增大,平均摩擦因数的增幅减小;随着滑动速率的增加,启动摩擦因数呈先减小后增大的趋势,平均摩擦因数的增幅减小。最大磨损深度随着磨损时间和载荷的增加而增大,磨损宽度没有明显变化,经过10min放置后磨损深度可恢复66.7%。磨损后表面存在明显的往复滑动褶皱,但没有明显的材料黏着剥落现象,放置一段时间后材料会产生恢复,褶皱消失。
- 程慧茹张德坤
- 关键词：蚕丝复合水凝胶摩擦磨损性能
- 人工关节改性材料的生物摩擦学研究被引量：12
- 2009年
- 目的研究不同人工关节材料的改性技术及生物摩擦学性能,为新型人工关节设计提供可靠的技术与理论基础。方法选用表面渗碳、微弧氧化和氮离子注入技术对钛合金表面进行改性,提高其耐磨损性能;超高分子量聚乙烯采用填充改性技术,制备了UHMWPE/BHA、UHMWPE/NC和UHMWPE/VE复合材料,通过提高UHMWPE关节假体的承载能力和蠕变抗力,降低其磨损率。结果(1)钛合金的表面改性可获得结合性能良好的表面陶瓷层,可有效提高钛合金的耐磨损性能。(2)超高分子量聚乙烯的填充改性,可获得耐磨损性能良好的关节复合材料,有效减少超高分子量聚乙烯磨损颗粒的产生并降低其磨损颗粒引起的生物学反应。
- 葛世荣王庆良
- 关键词：人工关节钛合金超高分子量聚乙烯
- 多孔生物陶瓷与PVA水凝胶复合材料的制备与力学性能分析被引量：1
- 2011年
- 目的将多孔生物陶瓷和聚乙烯醇(PVA)水凝胶交联成为一个仿生软骨-硬关节双层结构,并对该结构的微观形貌和力学性能进行分析。方法以羟基磷灰石(HA)为基体,采用添加碳酸氢铵(NH4HCO3)晶粒造孔的方式制备不同孔隙率的多孔羟基磷灰石生物陶瓷,以聚乙烯醇(PVA)为主要原料,环氧丙烷为交联剂,在多孔生物陶瓷表面及基体内交联制备出PVA水凝胶形成双层结构,对试样的断口形貌进行表征,对试样的拉伸强度和剪切强度等性能进行测试分析。结果交联的PVA水凝胶可以渗入到生物陶瓷基体表层以下的孔隙中,并且陶瓷基体和PVA水凝胶有很好的结合。随着多孔生物陶瓷孔隙率的增大,试样的最大拉伸和剪切负载均增大,平均孔隙率为70%试样的最大拉伸和剪切负载分别为153.61 N和64.46 N;而相应的拉伸和剪切强度略有下降,平均孔隙率为30%试样对应的最大拉伸和剪切强度分别为2.12 MPa和1.13 MPa。两者的失效形式均是因为裂纹的扩展,断口的微观形貌表明,断裂面存在明显的裂纹和内部缺陷,同时可观察出裂纹源和扩展方向。结论考虑到多孔生物陶瓷基体的强度,平均孔隙率为50%的多孔生物陶瓷的渗入效果适中,试样的拉伸强度和剪切强度、多孔生物陶瓷基体的压缩强度也有一定的保证,选择孔隙率为50%的试样较为合适。
- 刘金龙张德坤葛世荣
- 关键词：多孔生物陶瓷剪切强度力学性能孔隙率
- PVA/HA复合水凝胶的动态力学特性研究
- 将聚乙烯醇（PVA）和纳米羟基磷灰石（HA）按一定比例复合,采用反复冷冻-融化法制备出PVA含量为15%,HA含量分别为1%,2%,3%的PVA/HA复合水凝胶试样,并分别对其静态和动态力学性能进行了研究和比较。结果表明...
- 段俊杰张德坤陈立奇
- 关键词：PVAHA复合水凝胶动态力学性能
- 文献传递
- 人工全髋关节置换术对天然股骨生物力学行为的影响被引量：10
- 2010年
- 目的研究人工全髋关节置换术后股骨的变形及应力改变,同时研究关节置换术对股骨振型及固有频率的影响。方法选取1名正常男性青年进行股骨段CT扫描,构建正常股骨和术后股骨的有限元模型,对其进行步态情况下的生物力学行为分析、模态分析。结果 (1)关节置换术后假体柄部有明显的应力集中,并产生了应力遮挡;(2)术后股骨的峰值应力增大到原来的4.36倍;(3)约束模态的固有频率明显高于自由模态;(4)振型阶次越高,术后股骨与正常股骨固有频率的差距越大;(5)股骨的振型主要为弯曲和扭转,且置换前后振型变化不大。结论假体的植入改变了股骨原有的力学结构特性。在假体设计方面,必须考虑到股骨的振动特性,避免共振带来的假体松动。
- 韩树洋葛世荣
- 关键词：全髋关节置换股骨CT扫描有限元方法应力分布
- 仿生UHMWPE关节软骨材料的静态黏弹性研究被引量：2
- 2010年
- 目的通过蠕变、应力松弛和蠕变回复等实验评价多孔梯度UHMWPE仿生软骨材料的静态黏弹性能。方法采用模板-滤取(T-L)法制备多孔梯度UHMWPE仿生软骨材料,扫描电镜观察多孔组织结构,压汞仪测量多孔层的孔隙率和孔径分布特征,平头压痕实验测定多孔梯度UHMWPE材料的蠕变、应力松弛和蠕变回复性能。结果 T-L法制备的UHMWPE梯度多孔层与基体的结合良好,随NaCl含量的增加,孔隙率增大,孔径尺寸分布范围扩大。蠕变变形和模量随时间呈非线性增加,应力松弛应力和模量非线性降低,对冲击载荷的缓冲能力明显高于致密UHMWPE。实验表明,具有合理孔隙率的U50和U60样品与致密UHMWPE材料回复性能相近,但过高的孔隙率造成蠕变回复的塑性变形增加。结论多孔梯度结构UHMWPE材料的弹性增加,应变响应速度提高,有利于改善摩擦副的接触润滑状态,减轻材料的磨损。
- 刘庆华王庆良沈涵玄加申
- 关键词：多孔性应力松弛黏弹性仿生
- 蛋壳煅烧合成羟基磷灰石的制备及表征被引量：5
- 2011年
- 以蛋壳为原料,磷酸钙为反应剂,采用煅烧合成工艺,可简单快速地制备羟基磷灰石(HA)粉体材料。实验结果表明,煅烧粉体中羟基磷灰石的含量强烈依赖于煅烧工艺的加热速率,当加热速率为6℃/min时,可获得较高羟基磷灰石含量的复合粉体。该工艺提供了环境友好和低成本的羟基磷灰石等生物材料的制备方法,可有效提高蛋壳加工利用技术的附加值。
- 董衍林王庆良
- 关键词：蛋壳羟基磷灰石磷酸三钙
- 多孔梯度超高分子量聚乙烯的摩擦学性能研究被引量：3
- 2010年
- 采用模板-滤取法(T-L法)制备了超高分子量聚乙烯(UHMWPE)多孔梯度板材料.采用面与面接触方式,测定多孔UHMWPE梯度板的压痕硬度,利用UMT-Ⅱ型微摩擦磨损试验机,测试了质量浓度为25%小牛血清润滑条件下的摩擦学性能,借助Stribeck曲线对其润滑机理进行了分析讨论.结果表明:多孔结构能明显改善UHMWPE材料的表面润湿性能.多孔梯度材料的蠕变特征符合5个参数关联指数ExpAssoc函数模型,压痕硬度则随孔隙率的增加而降低.质量浓度为25%小牛血清润滑条件下,致密UHMWPE属典型边界润滑,多孔UHMWPE在高速区形成混合润滑,摩擦因数比致密UHMWPE有明显降低.
- 王庆良玄加申刘庆华
- 关键词：压痕硬度
- 股骨头形状对人工髋关节力学行为影响的有限元分析被引量：4
- 2010年
- 目的研究人工髋关节不同形状股骨头对髋臼变形及应力分布的影响。方法建立不同形状(球形、椭球形、蚶线球体)股骨头的人工髋关节三维有限元模型,模拟人体步态过程中的受力情况,计算并分析髋臼变形、应力以及股骨头应力的分布情况。结果在3种形状的股骨头中,球形股骨头对髋臼产生的变形量最大,蚶线球体股骨头次之,椭球形股骨头最小;蚶线球体股骨头产生的中心应力最高,球形股骨头次之,椭球形股骨头最小。结论在减少髋臼变形降低应力分布方面,椭球形股骨头比球形股骨头和蚶线球体股骨头有着明显的优势,这对于人工髋关节的优化设计具有一定的指导作用。
- 韩树洋葛世荣
- 关键词：人工髋关节应力分布有限元分析
