人体中所有相互滑动接触的表面均由亲水性生物聚合物构成的柔软、透性组织构成。 [1] 此类系统的一个关键特性是低摩擦,从而减少磨损并确保相互滑动的表面具有较长的使用寿命。 [2] 人体中极其有效的润滑(例如滑膜关节和眼睑-角膜界面)启发了许多关于人造材料摩擦学的研究,尤其是模拟这种行为的水凝胶。 [3–10] 软组织或水凝胶中发生的润滑现象不同于两个由流体润滑的硬表面相互滑动时的摩擦机制 [2,10–12],因为在这种软系统中,膨胀的固体基质与该基质内流体之间的相互作用在决定摩擦行为方面起着重要作用。 [7,9,13–16]
摘要 本研究为木塑复合材料的工业加工提供指导,重点研究其在摩擦下的行为,特别是当摩擦由与硬质合金的滑动接触引起时的行为。使用响应曲面法(RSM)探索摩擦系数与木塑复合材料类型、负载力和往复频率之间的相关性,并进行了一系列摩擦试验。通过方差分析(ANOVA)确定了每个因素及其双因素相互作用的显著贡献,显著性水平为 5%,同时使用响应曲面法研究了摩擦系数的变化趋势。木塑复合材料类型对摩擦系数的影响最大,其次是负载力和往复频率。建立了数学模型(CoF = − 0.10 + 0.09 ω − 0.02 f +0.01 F n − 0.01 ω f +2.38×10 − 3 ω F n − 2.00×10 − 4 F nf +0.11 ω 2 +2.96 f 2 − 1.04×10 − 4 F n 2 ),以准确预测此类复合材料在加工过程中摩擦系数的变化。根据优化结果,聚丙烯木塑复合材料应采用高速切削加工,而聚乙烯和聚氯乙烯木塑复合材料建议采用低速加工,以确保最低的摩擦系数。