本文關(guān)鍵詞：基于混合潤滑理論人工髖關(guān)節(jié)潤滑特性研究

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【摘要】：與天然髖關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)相比,人工髖關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)潤滑效果較差,在人體的日常運(yùn)動過程中會產(chǎn)生較大的摩擦磨損,最終導(dǎo)致人工髖關(guān)節(jié)松動失效。從生物摩擦學(xué)角度出發(fā),掌握人工髖關(guān)節(jié)系統(tǒng)潤滑機(jī)理,了解各影響因素對人工髖關(guān)節(jié)潤滑性能的作用,是幫助設(shè)計具有優(yōu)良潤滑效果、長壽命人工髖關(guān)節(jié)的重要理論依據(jù)�；诖�,本文從理論上對人工髖關(guān)節(jié)系統(tǒng)進(jìn)行潤滑數(shù)值分析：基于混合潤滑理論,建立了人工髖關(guān)節(jié)混合潤滑數(shù)學(xué)模型,利用統(tǒng)一的Reynolds方程,耦合了髖關(guān)節(jié)幾何結(jié)構(gòu)、接觸面表面形貌及彈性變形、潤滑介質(zhì)的粘壓和密壓效應(yīng)等因素對潤滑性能的影響。采用有限差分法結(jié)合數(shù)值迭代確定了該模型的數(shù)值求解流程,通過數(shù)值求解得到人工髖關(guān)節(jié)潤滑壓力和膜厚分布,分析了人工髖關(guān)節(jié)的混合潤滑行為�？疾炝私佑|面表面形貌、結(jié)構(gòu)參數(shù)、工況參數(shù)、髖關(guān)節(jié)類型及滑液粘度等因素對人工髖關(guān)節(jié)混合潤滑性能的影響。針對人體髖關(guān)節(jié)運(yùn)動特點,掌握髖關(guān)節(jié)所受外載荷及旋轉(zhuǎn)角速度的變化規(guī)律,在混合潤滑數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)上,進(jìn)一步考慮髖關(guān)節(jié)在步態(tài)周期過程中的時效性,建立人工髖關(guān)節(jié)瞬態(tài)混合潤滑數(shù)學(xué)模型。通過數(shù)值迭代得到人工髖關(guān)節(jié)瞬態(tài)混合潤滑完全數(shù)值解。并以金屬-金屬、金屬-聚乙烯臼、陶瓷-聚乙烯臼和陶瓷-陶瓷四種類型人工髖關(guān)節(jié)為對象,結(jié)合滑膜比厚,對人工髖關(guān)節(jié)步態(tài)周期過程中的潤滑狀態(tài)進(jìn)行比較分析。
【關(guān)鍵詞】：人工髖關(guān)節(jié) 混合潤滑 瞬態(tài) 有限差分法
【學(xué)位授予單位】：廣西大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：R318.17
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 緒論8-19
• 1.1 研究背景及意義8-9
• 1.2 生物摩擦學(xué)概述9-10
• 1.3 人工髖關(guān)節(jié)簡介10-16
• 1.3.1 髖關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)10-11
• 1.3.2 人工髖關(guān)節(jié)的發(fā)展11-12
• 1.3.3 人工髖關(guān)節(jié)假體材料12-14
• 1.3.4 人工髖關(guān)節(jié)潤滑系統(tǒng)研究現(xiàn)狀14-16
• 1.4 混合潤滑理論研究現(xiàn)狀16-18
• 1.5 本文主要研究內(nèi)容18-19
• 第二章 人工髖關(guān)節(jié)混合潤滑數(shù)學(xué)模型19-34
• 2.1 引言19
• 2.2 幾何模型19-21
• 2.3 控制方程21-25
• 2.3.1 雷諾方程21-22
• 2.3.2 膜厚方程22-23
• 2.3.3 粘壓方程23-24
• 2.3.4 密壓方程24
• 2.3.5 彈性變形方程24
• 2.3.6 粗糙度方程24-25
• 2.3.7 載荷平衡方程25
• 2.3.8 邊界條件25
• 2.4 數(shù)值求解方法25-33
• 2.4.1 控制方程無量綱化25-26
• 2.4.2 雷諾方程離散化26-28
• 2.4.3 載荷方程離散28
• 2.4.4 彈性變形計算28-31
• 2.4.5 數(shù)值求解流程31-33
• 2.5 本章小結(jié)33-34
• 第三章 人工髖關(guān)節(jié)混合潤滑分析34-45
• 3.1 基本參數(shù)34
• 3.2 結(jié)果分析與討論34-37
• 3.3 表面形貌對人工髖關(guān)節(jié)潤滑性能影響37-39
• 3.3.1 粗糙度幅值對人工髖關(guān)節(jié)潤滑性能影響38
• 3.3.2 粗糙度波長對人工髖關(guān)節(jié)潤滑性能影響38-39
• 3.4 結(jié)構(gòu)參數(shù)對人工髖關(guān)節(jié)潤滑性能影響39-42
• 3.4.1 股骨直徑對人工髖關(guān)節(jié)潤滑性能影響39-41
• 3.4.2 徑向間隙對人工髖關(guān)節(jié)潤滑性能影響41-42
• 3.5 工況參數(shù)對人工髖關(guān)節(jié)潤滑性能影響42-43
• 3.5.1 載荷對人工髖關(guān)節(jié)潤滑性能影響42
• 3.5.2 速度對人工髖關(guān)節(jié)潤滑性能影響42-43
• 3.6 滑液粘度對人工髖關(guān)節(jié)潤滑性能影響43-44
• 3.7 本章小結(jié)44-45
• 第四章 人工髖關(guān)節(jié)瞬態(tài)混合潤滑數(shù)值分析45-55
• 4.1 人工髖關(guān)節(jié)運(yùn)動模型45-46
• 4.2 控制方程46-48
• 4.2.1 Reynolds方程46-47
• 4.2.2 膜厚方程47
• 4.2.3 彈性變形方程47
• 4.2.4 載荷方程47
• 4.2.5 邊界條件47-48
• 4.2.6 基本方程無量綱化48
• 4.3 控制方程離散48-50
• 4.4 結(jié)果與分析50-52
• 4.5 不同類型人工髖關(guān)節(jié)潤滑性能分析52-54
• 4.6 本章小結(jié)54-55
• 第五章 結(jié)論55-57
• 參考文獻(xiàn)57-62
• 致謝62-63
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文情況63

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號：847365