在现阶段，治疗严重关节疾病的一个首要方法就是人工关节置换术，它主要凭借使用人工材料制造成的植入性假体，也就是所谓的人工关节，通过利用它来代替发生病变或受损的人体关节。这对于旨在改善关节疾病受害者的生命品质、进一步提高人工关节性能来说，是很有意义的。

    不过当人工关节植入人体的时间慢慢变长，就会产生一系列不好的变化，比如人工关节替代材料接触表面的氧化、磨损及其磨屑积聚，这样就很容易导致骨质溶解，进而产生无菌松动，那么就会加大了患者的伤痛，更是减少了人工关节的植入时间[18, 19]。

    可以看出对人工关节性能造成影响的有许多因素，是极其复杂的。其中一个很重要的影响因素就是人工关节构成的摩擦副在运转工作的过程中由于不断累积而形成的摩擦热，摩擦热会直接对人工关节材料的摩擦磨损性能造成很大的负面影响，进而极大地缩短了人工关节的工作时间。

在人工关节摩擦副工作运转的过程中，摩擦能很大一部分转变成为热能，当很多的热能短期内不能够快速的消失就会在摩擦副中累积，这样就一定会导致人工关节材料温度的升高，也就是形成了摩擦热。从现代摩擦理论可以看到，当然从宏观的视角上来看，摩擦热只会导致摩擦副的温度升高，然而却在微观的角度上来看，却有很大的不同，这种意义上的温升会使人工关节相互接触表面的材料性能产生很多变化，这会直接对人工关节的摩擦磨损性能造成许多不利的影响，会大大降低人工关节的使用时间，这样无疑会给病人造成更多的经济负担和身心上的煎熬。各种研究都阐明了，在影响摩擦性能的许多因素中，特别地摩擦热对人工关节材料摩擦磨损性能的影响是最复杂多变的。所以，就需要对摩擦热的监测进行更为深入的研究，这是很有必要的。

1。4研究内容

本文工作主要有三大部分：摩擦热监测设备的设计、理论估算和实验。

摩擦热监测设备的设计:在中国矿业大学自制的摩擦磨损试验机的基础上，利用热电偶测温法，设计人工关节摩擦磨损模拟过程中摩擦热的监测设备。

    理论估算部分：在现有研究基础上，首先分别进行了人工关节材料弹性模量和抗拉强度随着温度变化的研究，并且分别得到它们伴随温度变化的理论估算公式，并且进一步得到了人工关节摩擦系数随着温度变化的理论估算公式。

    实验部分：在现有的摩擦磨损试验机基础上设计了摩擦热监测方法这一实验部分，并对不同温度（摩擦热产生的温度变化）下的人工关节摩擦系数及磨损进行实验研究。

最后把实验结果和理论估算结果进行比较，依据实验结果来对理论估算结果进行验证，来判断理论估算是否正确，并且跟据实验结果，还对理论估算进行进一步完善修正给出一个有效的方向。

1。5本章小结

    本章内容是绪论部分。首先阐述了摩擦热的影响，摩擦热它是影响摩擦副摩擦性能波动的主要因素之一，因此对摩擦热的研究是有重要意义；然后从摩擦热的监测方法角度综述了国内外的研究状况。

在本章最后，着重介绍了本文研究的目的及其重要意义，即得到人工关节摩擦界面的温度变化和温度对摩擦系数的影响；还介绍了实现该目的的主要研究内容及其研究途径。

2。基于摩擦界面测温的试验装置设计

    从现有的文献来看，很大程度上针对摩擦热以及温度的探讨仅仅是在理论的层次上进行推导，这是因为摩擦热大部分是在摩擦副的相互摩擦的表面上生成，从而导致摩擦温度不能够直接地监测到。而本部分就是从直接的角度对摩擦副接触表面的温度展开监测，目的是在中国矿业大学自制的摩擦磨损实验机上进行关节材料摩擦副摩擦温升的监测，从而为人工关节摩擦热的研究提供了实验平台。论文网