成型气氛对超高分子量聚乙烯生物摩擦学性能的影响

研究了热压成型气氛对超高分子量聚乙烯（UHMWPE）力学和生物摩擦学性能的影响.分别在常规气氛和10-3 Pa的低真空环境下通过热压成型工艺制备UHMWPE试样,对其断口形貌、密度、球压痕硬度、冲压剪切强度、抗划痕性能和生物摩擦学性能进行测试分析.结果表明,常规气氛模压成型UHMWPE会在试样内部残留有气孔缺陷;低真空环境下模压成型UHM-WPE能有效地消除试样内的气孔缺陷,并增加其密度、硬度、冲压剪切强度和抗划痕性能.小牛血清润滑下的往复式摩擦磨损结果显示,低真空环境模压成型UHMWPE试样的耐磨性能比常规气氛模压成型的耐磨性能提高18.9%.     

超高分子量聚乙烯结晶度对生物摩擦学性能的影响

研究了不同结晶度对超高分子量聚乙烯力学和生物摩擦学性能的影响.将超高分子量聚乙烯加热至130 ℃并保温4 h后,分别在液氮中快速冷却和加热炉中缓慢冷却,以此来改变其结晶度.利用差示扫描量热法(DSC)测试了样品的结晶度,并研究了不同结晶度对超高分子量聚乙烯的硬度、小型冲击性能、抗划痕性能和生物摩擦学性能的影响.结果显示,在加热炉中缓慢冷却的试样获得较高的结晶度,而在液氮中快速冷却的试样则具有较低的结晶度,分别为61.9%和53.2%;较高结晶度的超高分子量聚乙烯具有较高的硬度和抗拉强度,较强的抗剪切和抗划痕性能;小牛血清润滑下的往复式摩擦磨损试验结果显示,较高结晶度的超高分子量聚乙烯的摩擦因数和磨损率较低.     

碳纤维增强尼龙1010的力学性能及其对摩擦磨损的影响

用碳纤维填充尼龙1010制备了碳纤维增强尼龙复合材料,并对碳纤维增强尼龙复合材料的力学性能和摩擦学性能进行了实验研究。力学实验结果表明:碳纤维增强使尼龙复合材料的拉伸强度、表面硬度增大,碳纤维增强尼龙材料的拉伸强度在20%碳纤维含量时达到最大值;碳纤维表面处理对尼龙复合材料的拉伸强度有很大影响,碳纤维表面氧化处理提高了碳纤维增强尼龙复合材料的拉伸强度。摩擦磨损实验表明:碳纤维增强尼龙复合材料的摩擦系数和磨损率与其拉伸强度和硬度有密切关系。随着拉伸强度和硬度的提高,尼龙复合材料摩擦系数和磨损率降低;摩擦系数和磨损率与拉伸强度具有反比关系,与材料硬度具有二次方程关系,与碳纤维填充量之间存在负指数变化规律。      

载荷对氧化锌晶须增强尼龙摩擦磨损的影响

采用热压成型方法制备了不同质量分数氧化锌晶须(ZnOw)尼龙1010(PA1010)复合材料,对复合材料的力学性能和摩擦学性能进行了试验研究,分析了复合材料的磨损机理.结果表明,填充ZnOW可以增加尼龙的压缩强度和弹性模量;提高并稳定尼龙复合材料的摩擦系数,增强复合材料的抗磨损性能.纯尼龙随着载荷的增大摩擦系数急剧降低,磨损率上升,而复合材料的摩擦系数和磨损率受载荷的影响较小.当ZnOw质量分数达到15%时,复合材料的摩擦系数最高,磨损率最低.纯尼龙的磨损随着正压力的增加由磨粒磨损和轻微黏着磨损转变为热破坏.ZnOw/PA复合材料随着ZnOw质量分数的增加,磨损由黏着磨损,转变为犁沟、疲劳断裂和转移膜的反向转移.     

摇杆式移动机器人的齿轮式差动机构研究

为了使差动机构在摇杆式移动机器人上得到更好的应用,分析了摇杆式移动机器人差动机构的作用和特征;它可以将两摇杆的转角线性平均为机器人的车体转角．在此基础上,提出了6种齿轮式差动机构,包括ZUWGW型、NW型、DW型、WW型、NGWW型等5种2K-H行星齿轮机构和1种由两个NGW型2K-H行星齿轮机构组成的差动机构．分析了各机构的工作原理和特点,推导出了各差动机构的实现条件,并为其中的ZUWGW型锥齿轮式差动机构和NGWW型行星齿轮相互啮合式差动机构提供了详细的结构设计实例．     

3-RPS对称并联式机械腿误差模型及分析

针对以2R1T对称并联机构中3-RPS并联机构为核心的机械腿,基于矩阵全微分理论,建立了机构位姿误差模型.通过数值仿真得知,相对机构误差对动平台X与y向的影响,其对Z向的影响更大,将产生较大误差,达到0.308 mm;对应的Rodrigues参数中Φ2误差相对于Φ1变化较大,达到7.1×10-5,参数Φ3保持为零.一些结构误差由于使末端位姿发生明显变化,在制造与装配工艺性方面应相应加强;在驱动杆件误差发生变化时,末端位置Z轴参数变化较大,在0.5mm范围内变化,末端姿态参数Φ2的误差分量约是相应Φ1变化值的2倍;各项误差导致的动平台位置误差呈非线性趋势变化,但变化较小,可近似为线性变化,可用软件方法进行补偿.     

磨削加工表面形貌的分形研究

通过对磨削加工表面的测试与分形研究，得到不同磨削加工表面粗糙度的分形维数Ｄ与Ｒｑ、Ｒｑ、Ｓｍ之间的关系式，为磨削表面形貌的计算机分形模拟建立了基础。     

分形几何与摩擦学进展

由于分形几何在解决非线性问题中的独特作用,它自创立以来,在摩擦学研究中发挥了重要作用。本文结合作者的研究工作综述了分形几何在诸如粗糙表面表征、接触、摩擦温升和磨损预测等方面的应用研究现状和发展。     

微机电系统(MEMS)纳米摩擦学研究进展

随着微型机电系统(MEMS）的快速发展，MEMS摩擦学已成为当前纳米摩擦学研究中最活跃的前沿领域之一。微观尺寸上的摩擦磨损和润滑对整个MEMS系统的性能、稳定性和寿命起着决定作用，因此研究MEMS的微观摩撩学性能至关重要。本文对近年国内外MEMS摩擦学研究的新进展作了综述，介绍了MEMS系统的纳米摩擦学特性，讨论了包括环境条件、材料处理、表面改性、分子超薄膜润滑等在解决MEMS摩擦和润滑问题上的研究状况，提出了当前相关研究的几个重要问题。