滚动摩擦副打滑理论的研究

研究了圆柱型滚动摩擦副微观打滑机理，建立了接触区应力应变的理论模型，利用边界元法编制计算程序对打滑率进行数值计算，得到稳态滚动摩擦副打滑率的变化规律。对打滑率的修正方法作了简要分析。

空间大功率长寿命滚环摩擦副研究

随着空间站等航天工程的推进,大功率、长寿命(低轨15年)、高可靠的滚环电传输技术需求日益紧迫。针对滚环摩擦副的结构设计,建立了滚环摩擦副的运动学模型。根据运动学模型确定了滚环摩擦副结构,并采用ADAMS软件仿真验证了摩擦副的纯滚动及运动自适应性;理论分析了摩擦副的接触电阻和疲劳寿命,对柔性环的循环应力进行了FEM仿真;开展了单环3kW大功率滚环样机1.5×105转的寿命试验验证。结果表明:在单环传输功率提高为滑环6倍的前提下,寿命周期内滚环单环的接触电阻及其波动值均小于1mΩ,研究结果可为空间大功率长寿命滚环的设计提供参考。

滚动式人工膝关节设计

针对人工关节中超高分子量聚乙烯(UHMWPE)磨粒导致的骨吸收、骨溶解及由此引起的假体远期松动问题,提出一种滚动式膝关节假体设计。这种膝关节假体利用金属—陶瓷滚动摩擦副代替UHMWPE-金属滑动摩擦副,通过降低膝关节伸屈运动时的摩擦阻力和假体—骨界面间的应力,从而减少磨屑产生,降低假体远期松动的可能性。