崔晓彤，刘金龙，张德坤，陈　凯，亓健伟

(中国矿业大学 材料科学与工程学院，江苏 徐州221116)



不同接触尺度下PVA/HA复合水凝胶的滑动摩擦行为

崔晓彤，刘金龙，张德坤，陈凯，亓健伟

(中国矿业大学 材料科学与工程学院，江苏 徐州221116)

采用UMT-II型多功能摩擦磨损试验机研究了不同接触尺度下PVA/HA复合水凝胶的滑动摩擦行为，并利用有限元模拟方法对PVA/HA复合水凝胶的滑动摩擦机理进行了探讨。结果表明：滑动过程中PVA/HA复合水凝胶的平均摩擦力、平均摩擦因数及变形深度随接触压头直径的增加逐渐减小，而随着接触载荷呈逐渐增加的趋势；随着接触压头直径的增加，液相的承载能力增大，从而平均摩擦力、变形深度减小；随着接触载荷的增加，液相流失增加，液相的承载力降低，从而平均摩擦力、变形深度增大。

PVA/HA复合水凝胶；滑动摩擦；有限元；液相承载

随着社会的发展、老年人口的增多，因关节软骨磨损而导致的骨关节病、关节炎已逐渐成为影响人们健康的主要原因之一[1]，目前临床上一般采用人工关节置换来治疗骨关节疾病[2]，以重建关节功能。然而，目前所采用的人工关节置换材料多为金属、陶瓷和超高分子聚乙烯等硬质材料，而传统的人工关节置换材料由于缺乏润滑易导致较大的磨损，从而造成无菌性松动[3,4]；因此，近年来，人们开始仿照人体关节的软骨结构，将目前使用的人工硬质关节改进为带有软垫支撑的新型人工关节以实现有效润滑，即在人工关节表面引入一层薄薄的软骨，这一领域研究最多的材料是水凝胶。……