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关键词： 后交叉韧带   移植物   重建手术   重建术式   生物力学   临床手术   平均分配   拉断载荷  

摘要： 目的研究3种后交叉韧带(posterior cruciate ligament,PCL)重建术对PCL移植物的磨损与生物力学行为。方法(1)30个猪膝关节样本平均分配至3个PCL重建术式组(A组解剖重建组,B组低位重建组,C组Inlay重建组),将重建手术处理后的样本置于PROSIM膝关节模拟机中,以缩放后的步态曲线进行30万次循环加载。加载完成后取下移植物,以20 mm/min在INSTRON拉伸试验机中对移植物进行拉伸至断裂,获取移植物的载荷-位移关系,比较组间移植物的拉断载荷,载荷越大,表明磨损越小,进而说明该种重建术式更佳。(2)在FEBio软件中进行有限元分析,观察“转角效应”(critical corner and killer turn)对移植物的生物力学行为,分析不同术式下移植物与骨隧道的接触情况。结果(1)拉断载荷显示:A组(530.5±176.3 N)与B组(564.3±249.2 N)显著性低于C组(920.7±201.7N)(P<0.05)和完整移植物(1077.8±127.6 N)(P<0.001),其中A组与B组差异无统计学意义(P=1.000),C组与完整韧带之间差异无统计学意义(P=0.695)。(2)有限元所得接触力与位置和实验结果一致。结论(1)在减小移植物磨损中,C组移植物磨损低于A组和B组;(2)移植物股骨侧存在磨损,导致C组强度低于完整移植物强度,也让B组的移植物强度显著降低。

关键词： 浮动花键   抗磨损强度   试验   附件传动系统   航空发动机  

摘要： 为了解决航空发动机附件传动系统花键连接结构在正向设计阶段分析能力薄弱、缺少基础数据支撑,以及在复杂工作条件下齿面磨损严重等问题,开展了浮动花键磨损强度评估方法研究,提出适用于发动机附件传动系统浮动花键的齿面接触应力计算方法。并开展了花键磨损影响因素对比试验,测量不同材料、表面粗糙度、表面处理、润滑条件、偏斜角、齿形条件下的磨损量和齿厚变化量。结果表明:花键表面硬度是决定抗磨损能力的主要因素,硬度大抗磨损能力强;在偏斜状态下工作的花键通过齿形修形改善接触区位置,降低接触应力,可提高抗磨损能力;润滑油润滑可以减小摩擦磨损,减少磨屑产生,是减小花键磨损的首要措施;正确选择齿侧间隙有利于减小磨损发生。

关键词： 气力输送   磨损   寿命预测  

摘要： 气力输送作为一种新兴技术,在以海洋石油压裂输砂为代表的管道输送中广泛应用,但磨损问题严重制约其进一步发展。因此,文章研究基于欧拉两相流气固耦合输送理论,通过建立压裂输砂管道模型,利用CFD-DEM技术计算不同直径颗粒、不同运输速度下的弯头磨损情况,利用仿真结果对弯头进行寿命预测,并与ARCHARD理论寿命进行对比,验证了计算方法的可靠性,结果表明,同一工况下不同材质冲蚀寿命比值成倍数递减。研究可为降低弯头磨损、保证管道输送正常运行提供理论依据,为建立管道寿命预测模型奠定基础。

关键词： 织构化刀具   摩擦磨损特征   减摩耐磨机制  

摘要： 在刀具表面设计并加工出一定结构的微织构,可大幅改善刀具-切屑表面的摩擦状态。为了探究不同形态的织构刀具在干摩擦状态下的摩擦磨损特征,通过有限元仿真分析软件ABAQUS对不同织构类型的刀具进行分析,结合刀具的应力状态分布情况分析各类织构对减摩抗磨作用的影响。同时,利用飞秒激光器在刀具表面加工不同类型的织构并与钛合金磨球进行摩擦磨损实验,测定其摩擦因数,分析不同类型织构刀具表面的磨损情况和形貌。仿真及试验结果表明:刀具T1应力集中区分布广泛,应力集中严重;相对于T1,刀具T2、T3、T4、T5的等效应力值出现大幅降低,且应力分布较为均匀,其中刀具T4的表面等效应力值最低,且降温效果最优。上述结果表明:带有不同类型织构的刀具较无织构刀具的摩擦因数均有不同程度降低,一定程度上缓解了刀具表面的黏结磨损,其中T4摩擦因数降低最为显著,减摩效果最为突出。

关键词： PTFE/Kevlar织物   紫外辐照   损伤形貌   转移膜   磨损机理  

摘要： PTFE/Kevlar织物材料具有优异自润滑性能,在航空关键部件中广泛应用,但紫外辐照对其影响规律尚不清晰。针对航空器飞行强紫外线暴露的特点,聚焦紫外辐照对航空常用PTFE/Kevlar编织关节轴承衬垫自润滑材料摩擦学性能的影响规律研究。对不同紫外辐照时长的PTFE/Kevlar织物衬垫材料进行往复摩擦试验,并采用多种表征手段对其宏观、微观损伤形貌以及化学状态进行分析。结果表明:PTFE/Kevlar织物衬垫材料的磨损程度随着紫外辐照时间的增加呈现出先降低后升高的趋势,短时辐照(T=100 h和200 h)的磨损最轻微,摩擦损失体积和磨痕最大深度仅为未辐照和长时辐照(T=300 h和500h)的2/3;紫外辐照后,衬垫材料与GCr15轴承钢球之间的磨损行为变化表现为PTFE纤维塑性变形和转移膜形成能力的下降,其主要原因是PTFE纤维结晶度的降低;衬垫材料的磨损机理随辐照时间的延长由疲劳磨损和粘着磨损向磨粒磨损为主转变。研究成果可为PTFE/Kevlar织物衬垫型自润滑材料在紫外辐照后的磨损性能跟踪和研制优化提供参考。

关键词： 热丝激光熔覆   Cr-W-Mo-V钢涂层   显微组织   腐蚀磨损  

摘要： 随着海洋油气资源的开发,钻采装备面临腐蚀与磨损的耦合损伤。开发耐磨耐蚀涂层材料及制备技术是海洋装备安全、可靠运行的保障。利用热丝激光熔覆技术在20钢基材表面制备Cr-W-Mo-V钢涂层,通过光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等分析涂层的显微组织和相组成,采用往复电化学腐蚀摩擦磨损试验仪分析涂层的干摩擦、电化学腐蚀及在3.5 wt.%NaCl溶液中的腐蚀磨损行为。制备的涂层组织均匀、致密,无裂纹、气孔等缺陷,主要由碳化物、马氏体和残余奥氏体组成,显微组织主要为柱状晶和胞状晶。涂层的平均硬度约为780 HV_(0.1),约是基材硬度的6.5倍,自腐蚀电位为-0.386 V,自腐蚀电流密度为3.45×10^(-6)A/cm^(2),具有优异的耐蚀性。在3.5 wt.%NaCl溶液中,随摩擦载荷的增大,涂层的开路电位下降,摩擦因数下降,腐蚀电流密度增大,摩擦对腐蚀有明显促进作用。随外加电位增加,涂层腐蚀电流密度增大,摩擦因数降低。热丝激光熔覆技术制备的Cr-W-Mo-V钢涂层结构致密、组织均匀,具有优异的腐蚀磨损性能,可用于海洋油气钻采装备在腐蚀磨损苛刻环境下零部件的表面改性。

关键词： 化学气相沉积法   纳米MoS_(2)   固体薄膜   流体润滑   钢领   摩擦   磨损   渗杂  

摘要： 为了减小纺织机械及器材专件的摩擦磨损,对比分析普通MoS_(2)油和脂与纳米MoS_(2)固体薄膜的润滑机理和特性,提出一种在钢领上采用真空化学气相沉积法合成纳米MoS_(2)固体薄膜的制备工艺;通过X射线衍射谱图和原子力显微镜,分析纳米MoS_(2)固体薄膜的组织结构及表面形貌,并对纳米MoS_(2)钢领进行镀铬镀氟渗杂复合膜处理。通过对比纳米MoS_(2)固体薄膜钢领与普通钢领纺纱质量,指出:纳米MoS_(2)固体薄膜具有优异的润滑性能,可以代替普通润滑油,达到纺织设备及器材专件少用油、不用油及无油自润滑的目的;纳米MoS_(2)的制备方法是制约其应用和发展的瓶颈;镀铬镀氟渗杂复合膜纳米MoS_(2)钢领在潮湿环境中不易生锈,较普通钢领的成纱质量好,值车工劳动强度小,钢领使用寿命延长。

关键词： 反应釜   机械密封   磨损   数值模拟   传热   端面变形   端面强化  

摘要： 干摩擦釜类设备的机械密封散热及润滑条件较差,其密封端面存在较大热力变形和磨损问题,对密封端面进行沉积类金刚石(diamond-like carbon,DLC)涂层强化,可有效降低摩擦系数并抑制端面热力变形以延长密封寿命。基于反应釜的密封结构和密封环的基体材料以及DLC特性,使用摩擦磨损试验机测试了不同厚度DLC涂层在变工况条件下与浸树脂石墨形成摩擦副时的摩擦系数和磨损率;采用实验获得的摩擦系数,利用有限元软件建立釜用机械密封热-结构耦合分析模型,分析了典型DLC涂层厚度下的端面温度场和变形场,结合实验结果针对DLC涂层的减磨效果进行了分析。分析结果表明,与无DLC涂层的摩擦副相比,DLC涂层具有优异的减磨效果,在不同pcv值下DLC涂层最大能够使摩擦系数降低43.9%,使磨损率降低67.53%,稳态温度和变形分别平均降低18%和25%左右;6μm DLC涂层相较于2μm涂层形成的摩擦副性能更优,最大能够使峰值温度和变形进一步降低2.23%和2.52%。DLC涂层的使用令端面磨损率、稳态温度、变形量均得到降低,可为干摩擦釜用机械密封延长服役年限和提高密封稳定性提供借鉴。

关键词： 差速流化床   差速循环流化床   循环流化床   磨损  

摘要： 介绍差速流化床的历史背景、工作原理以及低速床内埋管防磨效果和与差速循环流化床相匹配的带加速段卧式旋风分离器结构及其应用。综述了江联重工集团股份有限公司35~220 t/h差速流化床的研发成果,以及哈尔滨工业大学在10~130 t/h差速循环流化床研发方面取得的业绩。比较了常规循环流化床与差速循环流化床的优缺点,在燃烧低热值燃料时差速循环流化床比常规循环流化床具有显著的优越性。

关键词： 复合地层   盾构施工   刀具磨损   控制技术  

摘要： 简述目前有关盾构刀具磨损的研究情况,分析盾构刀具切削和磨损机理,基于稳定掘进面土体、采用双液浆加固土体、适时改良渣土性能、合规操纵盾构机施工、合理控制掘进参数和提高刀具耐磨性能等措施,阐述盾构刀具磨损控制技术,通过地铁盾构工程实例验证了该技术的有效性。