天然关节软骨与玻璃的往复滑动摩擦行为研究

摘要

基于天然软骨表面的几何不规则性，采用关节软骨与玻璃的摩擦副来研究预压时间、滑动速率和玻璃倾度对天然关节软骨摩擦行为的影响。采用UMT-2型多功能试验机测定了软骨在往复滑动时接触位移及摩擦系数。采用五点平滑平均法，将接触位移分解为软骨变形量和玻璃倾度。结果表明，软骨变形量与时间呈非线性增长。较大的软骨变形量将增加软骨固体相承受的载荷和与玻璃接触的几率，从而增大软骨摩擦副的摩擦系数。较大的顸压时间产生较小的变形量和较高的摩擦系数。较低的滑动速率产生较大的变形量;滑动速率对摩擦系数的影响随滑动路程逐渐增加的，较低的滑动速率产生较高的摩擦系数。玻璃倾度对软骨变形量的影响较小，而对软骨摩擦系数的影响较为显著。摩擦系数瞬时差能够反映了摩擦副的运动状态，起始点的摩擦系数瞬时差总体上高于末端点的摩擦系数瞬时差。