纺织钢领类金刚石涂层耐冲击性能仿真研究

为提升纺织钢领类金刚石涂层(DLC)的抗冲击性能,延长纺织钢领的服役寿命,课题组通过ABAQUS建立了一种针对环锭细纱机纺织钢领系统简化冲击模型。该模型通过设置微小间隔模拟实况冲击距离,使冲击体速度贴近实际工况;并赋予钢领基体和涂层不同的材料属性以更加贴合实况。在此基础上,进行有限元数值模拟计算,将其结果与实际实验结果进行对照。结果表明:在多个不同初始冲击能条件下,仿真模拟结果与实际冲击实验结果非常接近且趋势一致,偏差在5%以内,由此验证了此冲击模型的正确性和仿真结果的有效性。采用控制变量法分析了不同冲击载荷下类金刚石涂层钢领基体和纯钢领基体的残余应力分布、冲击坑变形与载荷力大小以及系统的能量转换,考察了可能由冲击导致的冲击动力响应和涂层破坏形态,并对DLC涂层材料的选用提出建议。

老年髋部骨折术后发生对侧骨折的影响因素分析

老年髋部骨折术后发生对侧骨折的影响因素包括:患者自身固有因素(如年龄、性别、BMI),疾病相关因素(如骨质疏松、视力低下、痴呆症、眩晕、心脏疾病、呼吸系统疾病、手术方式等),社会因素(如居住地保健条件)。老年患者髋部骨折术后,必须熟练掌握可能引起对侧骨折的危险因素,并采取相应的措施,以利于患者预后的生活质量。早期预防老年髋部骨折术后发生对侧骨折对于提高患者生存率、改善预后具有重要的意义。

成人肱骨远端骨折不愈合的治疗策略及效果分析

成人肱骨远端骨折不愈合在临床上较常发生,包括患肢疼痛、关节不稳、无力及尺神经炎等,严重影响患者生活质量,因此对于肱骨远端骨折不愈合的治疗,仍然是临床医生的重要任务。目前治疗肱骨远端骨折不愈合的方案主要包括切开复位内固定及植骨技术,外固定架及骨搬运技术及肘关节置换。本文检索已发表关于成人肱骨远端骨折治疗文献,包括植骨术、骨搬运、外固定架技术、切开复位内固定、关节融合及关节置换等治疗方法,旨在分析各种治疗方法取得的效果,确定不同类型肱骨远端骨折不愈合的治疗策略。

类金刚石膜与表面织构双重改性下CoCrMo合金摩擦性能研究

研究采用类金刚石碳(DLC)薄膜和表面织构双重改性技术对CoCrMo合金进行了表面处理,借助摩擦试验研究配副系统的摩擦性能,并分析了摩擦和磨损机理。结果表明,改性前的CoCrMo/超高分子量聚乙烯(UHMWPE)配副在生理盐水溶液润滑下的摩擦系数低至0.05。当接触压力为3.5 MPa时,DLC薄膜改性后的配副在牛血清白蛋白(BSA)溶液中平均摩擦系数为0.25,在生理盐水中的平均摩擦系数为0.42;DLC薄膜和表面织构双重改性处理的配副在BSA溶液和生理盐水润滑下的摩擦系数分别为0.23和0.31,表明改性处理不能发挥减摩效果。未改性的CoCrMo试样在生理盐水润滑下磨损表面存在大量UHMWPE磨屑,并且UHMWPE磨屑发挥自润滑作用。改性处理提高了CoCrMo试样盘的耐磨性能,却抑制了UHMWPE磨屑在CoCrMo试样盘表面的粘附。双重改性表面在存储磨损磨屑和提高表面耐磨性能方面具有协同效应。

人工髋关节的接触力学性能仿真分析

为探究不同材料和结构参数对人工髋关节接触力学性能的影响,采用有限元法建立球基共型人工髋关节有限元模型。通过在股骨头中心施加竖直向上的载荷,分析髋臼杯在不同材料组合和不同结构参数下的接触力学性能。结果表明:随着材料弹性模量增大,配副之间的接触压力增大,接触面积相应减小,同一结构参数下不同材料配副接触压力的变化趋势基本一致;结构参数中股骨头与臼杯之间的间隙和股骨头直径对接触压力影响较大,臼杯倾角超过60°则会产生边缘接触现象。研究结果可为人工髋关节的设计和安装提供参考。

织构设计调控表面性能的研究进展

表面织构设计对表面性能和使用范围发挥着重要的作用,文中介绍了表面织构影响表面摩擦性能的主要原理,在众多的研究中发现,表面织构的面积率、形状、尺寸等参数都对表面摩擦有着重要的影响。表面织构的尺度设计与嵌套控制可有效提升材料的摩擦性能。在此基础上,分析了表面织构设计在减阻、防污方面的研究现状,指出利用表面织构构建仿生防污、减阻的一体化技术,将成为未来的重要研究方向,借助表面织构技术与其他技术地有效结合,能够进一步拓宽其应用领域。

表面微结构的尺寸参数对其减阻性能的影响

为了研究微结构尺寸参数对减阻性能的影响规律,构建了V形、L形及T形三种微结构有限元模型,采用Fluent软件进行数值模拟,分析微结构尺寸参数(高宽比、数量和间距)对减阻率、速度和涡量的影响。结果相较于L形、T形微结构,V形微结构的减阻性能较优,减阻率可达15.6%。当V形微结构高宽比为1∶1,流体域速度为6 m/s时,减阻效果最优,减阻率可达5%;V形微结构展向数量对减阻性能的影响较小,减阻率在14%-16%之间变化;当间距值为0.05时,减阻率最大为14%。结论微结构使得近壁区边界层内发生了湍流猝发现象,外部高速流体与壁面区域的流体分隔开,变相的增加了边界层的厚度。同时涡量集中在微结构尖端处,减弱反向旋涡的强度,抑制了低速条带的形成和发展。