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本项目主要研究微织构在人工关节材料领域的应用，目前用于人工关节的材料主要有金属材料、陶瓷材料和高分子材料等，但无论哪种材料都存在磨损问题，为改善人工关节材料的耐磨性，使其具有良好的减摩性能，拟采用理论研究、数值仿真和实验研究相结合的方法，在材料表面加工出微米级别的织构阵列，研究其对人工关节副的流体动压润滑性能、不同几何形状的微织构对人工关节材料的减摩性能及不同几何参数的微织构对人工关节材料的减摩性能，并对几何参数进行优化，以期找到最优几何形状和几何参数，改善人工关节副的摩擦性能及人工关节材料的耐磨性，以延长人工关节使用寿命，减少其并发症。 采用理论研究、数值仿真和实验研究相结合的方法，研究表面微织构对人工关节材料减摩性能的影响，该项目研究的特色和创新之处在于： ① 将表面微织构技术应用于人工关节领域 表面微织构技术已被大量研究证明可以有效提高摩擦副润滑性能，降低摩擦系数。但表面织构在人工关节领域的研究和应用还比较少，本项目将微织构技术应用于人工关节领域，研究其对人工关节材料摩擦磨损性能的影响，改善材料的耐磨性。 ② 将不同微织构形状对人工关节的减摩性能进行研究 在人工关节材料上加工出不同几何形状的表面微织构，如凹坑、凹槽、菱形及多种微织构形状的混合织构，研究其减摩性能，补充目前研究对于微织构形状单一的缺陷，得出各种形状的微织构对人工关节材料摩擦磨损性能的影响。 ③ 将流体润滑和混合润滑两种状况进行建模分析 前人对关节润滑的研究主要从流体动压润滑理论出发，但在关节实际工作过程中，并不是只存在一种润滑方式，在某些工况下也通常处于混合润滑状态，比如在较低的速度以及较大负载的状况下。本项目研究微织构化人工关节在流体润滑和混合润滑两种状况下的数学模型。