关节软骨的微摩擦接触力学特性

发布时间：2017-08-27 00:21

  本文关键词：关节软骨的微摩擦接触力学特性

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【摘要】：目的使用修饰后的原子力显微镜(atomic force microscopy,AFM)探针研究关节软骨的微摩擦接触力学性能。方法使用微操作器对AFM氮化硅探针进行修饰处理,具体操作为在探针上粘贴玻璃微球作为针尖,然后使用修饰后的探针研究人体和牛关节软骨的微摩擦接触力学性能。结果人体和牛软骨的粗糙度分别为(68.63±6.22)、(50.16±6.47)nm,随着载荷的增大,人体和牛软骨的摩擦力逐渐增大。当探针滑动速度从0增加到100μm/s时,试样与探针之间的摩擦力增速很快;当速度从100μm/s增加到300μm/s时,摩擦力上升缓慢。结论软骨表面具有明显的纤维状结构,软骨的粗糙度与测量范围直接相关。随着速度或载荷的增大,人体和牛软骨的摩擦力增大,变化范围相同。探讨关节软骨在微摩擦试验中的力学和摩擦学性能表现,对于认识软骨损伤机制和医用人工关节抗磨材料的开发具有重要意义。
【作者单位】： 青岛科技大学机电工程学院;上海交通大学机械与动力工程学院;
【关键词】： 关节软骨 摩擦接触力 探针修饰 表面粗糙度
【基金】：国家重点基础研究发展计划(973计划)(2011CB706600) 山东省博士后创新项目专项资金(201203029) 青岛科技大学科研启动基金项目(0022642)
【分类号】：R684;R318.01
【正文快照】： 人体关节的表面覆盖有关节软骨,这层软骨组织具有独特的力学特性,能够分散关节面的压力负荷,减轻震荡,降低关节面的摩擦系数[1-2]。关节系统在运行过程中磨损量很少,而且大部分能保持安全运行70~80年而不损坏。在已有的测量中发现,人体髋关节在运动中的摩擦系数为0.01~0.03,动

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本文编号：743468