所在单位： 机械工程学院
学历： 博士研究生毕业
办公地点： 西南交通大学摩擦学研究所三楼314
联系方式：
学位： 工学博士学位
职称： 副教授
电子邮箱： zhangyali@swjtu.edu.cn
毕业院校： 西安交通大学
学科：机械


个人简介
研究方向
教育经历
工作经历
团队成员
联系方式
主要研究方向为骨科植入物的生物力学与生物摩擦学，先后主持国家自然科学基金青年基金1项，科技部重点研发计划子任务1项，四川省科技计划书项目1项和博士后项目2项，已公开发表论文18篇，获发明专利2项。

Biomechanics and Biotribology
Artificial joint design and manufacturing

2007.9-2013.6
 西安交通大学 | 机械工程 |  工学博士学位 | 博士研究生毕业 
2003.9-2007.6
 重庆大学 | 机械工程 |  工学学士学位 | 大学本科毕业 


 西南交通大学  副教授 

人工关节生物力学及生物摩擦学团队
致力于人工关节摩擦学研究，将传统摩擦学原理应用于人工关节，结合生物组织工程的发展，与国际关节制造企业紧密合作，经过20多年的发展创新，建立了人工关节生物摩擦学的理论研究体系及数值模拟方法，研究成果广泛应用于人工关节产品的设计中，为提高人工关节摩擦学性能和延长人工关节使用寿命提供了重要的依据。

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学科：机械




科学研究
当前位置: 中文主页 >> 科学研究

科研项目 科研项目信息
【主持项目】
[6] 国家自然科学基金青年基金，**，体内生物力学环境诱导的人工颈椎间盘磨损机理研究，2020—2022，主持
[5] 四川省科学技术厅，应用基础研究项目，2020YJ003，复杂服役环境下人工关节协同润滑及失效机理研究，2020-01至2022-12, 主持
[4] 国家重点研发计划，2016YFF**，“石墨烯等碳基纳米材料NQI技术研究、集成与应用”第五课题“非晶碳基纳米多层结构硬质薄膜NQI技术集成及应用示范”，2016—2020，校方主持
[3] 中国博士后科学基金面上资助，YH06，UHMWPE表面接枝聚合物刷的润滑机理及摩擦控制研究，2016—2018，主持
[2] 四川省博士后特别资助，人工关节材料表面改性的磨损机理研究，2016—2018，主持
[1] 中央高校业务经费，UHMWPE聚合物仿生修饰表面的摩擦机理及应用研究，2016—2019，主持
【参研项目】
[7] 国家自然科学基金重点项目，**，面向高功能、长寿命人工关节界面在体服役行为及调控机理，2021—2025，主研
[6] 国家自然科学基金面上基金，**，人工关节组合界面的多模式微动损伤机理研究，2018—2021，主研
[5] 国家自然科学基金联合项目，U**，多因素复合运动条件下金基合金摩擦副导电特性研究，2018—2020，参研
[4] 国家自然科学基金青年科学基金项目，**，碳纳米管束/石墨超润滑电刷摩擦磨损研究，2017—2019，参研
[3] 国家自然科学基金青年科学基金项目，**，基于在线磨粒特征快速提取的滑动轴承磨损状态在线监测方法，2010—2012，主研
[2] 企业横向课题，A08-GNZX-2009-037,基于汽车节能减排的摩擦学技术开发和应用研究，2009—2012，主研
[1] 国家高科技研究发展计划（863计划），2006AA04Z431，重大装备摩擦学状态在线监测及故障预测技术研究,基于汽车节能减排的摩擦学技术开发和应用研究，2009—2012，参研


论文成果 [17] 杨抒, 崔文, 张小刚, 张亚丽*, 谢凤宝, 任旭辉, 陈瑱贤, 靳忠民, 国内全髋关节置换磨损测试及数值模拟研究进展. 摩擦学学报, 2021.
[16] 崔文, 杨抒, 张小刚*, 张亚丽, 张静, 张骁, 陈瑱贤, 靳忠民, 国内全膝关节置换磨损测试及数值模拟研究进展. 中华骨科, 2021,41(7):459-470
[15] Zhang, YL*, X. Zhang, Z. Jin, Deterministic investigation of the contact behavior of nominally curved rough surfaces. Industrial Lubrication and Tribology, 2020, 72(6):743-748.
[14] Cui, W.#, Y. Bian#, H. Zeng, X. Zhang, Zhang,YL *, X. Weng, S. Xin, Z. Jin, Structural and tribological characteristics of ultra-low-wear polyethylene as artificial joint materials. Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials, 2020,104: 103629.
[13] Zhang, X., Zhang YL*, Z. Jin, A semi-analytical approach to the elastic loading behaviour of rough surfaces. Friction, 2019: 1-12.
[12] 张亚丽, 王志强, 曾泓凯, 秦娜*, 薄膜在滑动接触临界条件下的应力分布及失效位置预测. 材料保护, 2019, 52(06): 27-34.
[11] 崔文, 张亚丽*, 王志强, 曾鸿凯, 吴东升, 靳忠民, 人工髋、膝关节磨损测试标准及模拟试验机研究进展. 摩擦学学报, 2019, 39(2): 248-258.
[10] 曾泓凯, 张亚丽*, 崔文, 王志强, 靳忠民, 用于全关节置换术的聚合物研究进展. 塑料工业, 2019, 47(06): 1-7+13.
[9] Zhang XG, Zhang YL, Numerical investigation of sliding friction behaviour and mechanism of engineering surfaces[J]. Industrial Lubrication and Tribology, 2019, 71 (2): 205-211.
[8] Zhang XG, Zhang YL, Wang JM, Sheng CX, Li ZX. Prediction of sliding friction coefficient based on a novel hybrid molecular-mechanical model[J]. Journal of nanoscience and nanotechnology, 2018, 18(8): 5551-5557.
[7] Zhang YL, Zhang XG, Wu TH, Xie YB and Peng ZX. Effects of surface texturing on the tribological behavior of piston rings under lubricated conditions[J]. Industrial Lubrication and Tribology, 2016,68(2): 158-169.
[6] Zhang YL, Zhang XG and Matsoukas G. Numerical study of surface texturing for improving tribological properties of ultra-high molecular weight polyethylene[J]. Biosurface and Biotriology, 2015,1(4): 270-277.
[5] Zhang YL, Peng ZX. A simulation model to study the potential use of micro- structured surfaces to improve the tribological properties of UHMWPE[C]. 8th Australasian Congress on Applied Mechanics, Melbourne, Australia, Nov23-28,2014.
[4] Zhang YL, Mao JH, Xie YB. Engine Wear Monitoring with OLVF[J]. Tribology Transactions, 2011, 54 (2): 201-207.
[3] Zhang YL, Wu TH, Wang JQ and Xie YB. Effects of Piston Ring Profiles on Lubrication by Theoretical Analyses[C]. International Tribology Conference, Hiroshima, Japan, Oct 30-Nov 3, 2011.
[2] Wu JP, Zhang YL, Zhongxiao Peng. The investigation of the wear behaviours of artificial joint at Aa macro and nano scale[C]. 8th Australasian Congress on Applied Mechanics, Melbourne, Australia, Nov23-28,2014.
[1] Wu TH, Wang JQ, Peng YP and Zhang YL. Description of Wear Debris from On-Line Ferrograph Images by Their Statistical Color[J]. Tribology Transactions, 2012, 55 (5): 606-614.



研究领域 人工关节生物力学研究
人工关节置换后生物力学环境的研究是指导假体设计、手术安装、假体翻修的重要标准，有限元分析结合骨肌多体动力学仿真是生物力学研究的有效手段。通过建立包含骨骼、肌肉、韧带和软骨组织在内的骨肌多体动力学模型，研究人体各主要关节置换后的生物力学环境，得到假体运动方式和用于有限元研究的精准边界条件。团队利用上述分析方法已经在髋膝关节置换和翻修、颞下颌关节和颈椎关节等置换、多孔材料特性研究上取得了优异成果。
人工关节生物摩擦学研究
长期以来，磨损一直是人工关节假体服役性能与寿命提升的瓶颈，磨屑导致的无菌性松动是人工关节失效的重要原因。另外，人工关节设计趋势已从基于解剖形状发展到骨肌力学功能，而关节运
动学功能的需求与磨损是相互矛盾的，骨肌力学功能和摩擦学性能的协同优化仍然是一个世界难题。团队利用上述骨肌多体动力学分析方法，结合摩擦学优化设计，重点研究人工关节的在体服役行为演化的关键机理与核心机制，探求近自然运动功能与假体寿命的调控机理。

个性化人工关节优化设计
近年来研究者发现人工关节滑动面和固定面的失效并非孤立事件。滑动面设计不佳会影响固定面的接触力学，导致固定面松动。另外，固定面的稳定性也会影响滑动面的运行效果。因此在人工关节置换后，滑动面和固定面中只要其中之一存在设计使用缺陷，在长期的相互影响下很容易引起失效过程加速，最终导致置换失败。由此可见，独立的滑动面或固定面设计改进已不能满足当前要求，人工关节的设计趋势应从单纯的独立解决滑动面磨损问题和固定面稳定问题的阶段发展成为研究滑动面和固定面耦合设计的新阶段。



专利 基于电导率测量的直插式润滑油微量水分传感器
基于电导率测量的在线润滑油微量水分传感器
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科研项目
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科研项目信息
【主持项目】
[6] 国家自然科学基金青年基金，**，体内生物力学环境诱导的人工颈椎间盘磨损机理研究，2020—2022，主持
[5] 四川省科学技术厅，应用基础研究项目，2020YJ003，复杂服役环境下人工关节协同润滑及失效机理研究，2020-01至2022-12, 主持
[4] 国家重点研发计划，2016YFF**，“石墨烯等碳基纳米材料NQI技术研究、集成与应用”第五课题“非晶碳基纳米多层结构硬质薄膜NQI技术集成及应用示范”，2016—2020，校方主持
[3] 中国博士后科学基金面上资助，YH06，UHMWPE表面接枝聚合物刷的润滑机理及摩擦控制研究，2016—2018，主持
[2] 四川省博士后特别资助，人工关节材料表面改性的磨损机理研究，2016—2018，主持
[1] 中央高校业务经费，UHMWPE聚合物仿生修饰表面的摩擦机理及应用研究，2016—2019，主持
【参研项目】
[7] 国家自然科学基金重点项目，**，面向高功能、长寿命人工关节界面在体服役行为及调控机理，2021—2025，主研
[6] 国家自然科学基金面上基金，**，人工关节组合界面的多模式微动损伤机理研究，2018—2021，主研
[5] 国家自然科学基金联合项目，U**，多因素复合运动条件下金基合金摩擦副导电特性研究，2018—2020，参研
[4] 国家自然科学基金青年科学基金项目，**，碳纳米管束/石墨超润滑电刷摩擦磨损研究，2017—2019，参研
[3] 国家自然科学基金青年科学基金项目，**，基于在线磨粒特征快速提取的滑动轴承磨损状态在线监测方法，2010—2012，主研
[2] 企业横向课题，A08-GNZX-2009-037,基于汽车节能减排的摩擦学技术开发和应用研究，2009—2012，主研
[1] 国家高科技研究发展计划（863计划），2006AA04Z431，重大装备摩擦学状态在线监测及故障预测技术研究,基于汽车节能减排的摩擦学技术开发和应用研究，2009—2012，参研






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论文成果
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[17] 杨抒, 崔文, 张小刚, 张亚丽*, 谢凤宝, 任旭辉, 陈瑱贤, 靳忠民, 国内全髋关节置换磨损测试及数值模拟研究进展. 摩擦学学报, 2021.
[16] 崔文, 杨抒, 张小刚*, 张亚丽, 张静, 张骁, 陈瑱贤, 靳忠民, 国内全膝关节置换磨损测试及数值模拟研究进展. 中华骨科, 2021,41(7):459-470
[15] Zhang, YL*, X. Zhang, Z. Jin, Deterministic investigation of the contact behavior of nominally curved rough surfaces. Industrial Lubrication and Tribology, 2020, 72(6):743-748.
[14] Cui, W.#, Y. Bian#, H. Zeng, X. Zhang, Zhang,YL *, X. Weng, S. Xin, Z. Jin, Structural and tribological characteristics of ultra-low-wear polyethylene as artificial joint materials. Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials, 2020,104: 103629.
[13] Zhang, X., Zhang YL*, Z. Jin, A semi-analytical approach to the elastic loading behaviour of rough surfaces. Friction, 2019: 1-12.
[12] 张亚丽, 王志强, 曾泓凯, 秦娜*, 薄膜在滑动接触临界条件下的应力分布及失效位置预测. 材料保护, 2019, 52(06): 27-34.
[11] 崔文, 张亚丽*, 王志强, 曾鸿凯, 吴东升, 靳忠民, 人工髋、膝关节磨损测试标准及模拟试验机研究进展. 摩擦学学报, 2019, 39(2): 248-258.
[10] 曾泓凯, 张亚丽*, 崔文, 王志强, 靳忠民, 用于全关节置换术的聚合物研究进展. 塑料工业, 2019, 47(06): 1-7+13.
[9] Zhang XG, Zhang YL, Numerical investigation of sliding friction behaviour and mechanism of engineering surfaces[J]. Industrial Lubrication and Tribology, 2019, 71 (2): 205-211.
[8] Zhang XG, Zhang YL, Wang JM, Sheng CX, Li ZX. Prediction of sliding friction coefficient based on a novel hybrid molecular-mechanical model[J]. Journal of nanoscience and nanotechnology, 2018, 18(8): 5551-5557.
[7] Zhang YL, Zhang XG, Wu TH, Xie YB and Peng ZX. Effects of surface texturing on the tribological behavior of piston rings under lubricated conditions[J]. Industrial Lubrication and Tribology, 2016,68(2): 158-169.
[6] Zhang YL, Zhang XG and Matsoukas G. Numerical study of surface texturing for improving tribological properties of ultra-high molecular weight polyethylene[J]. Biosurface and Biotriology, 2015,1(4): 270-277.
[5] Zhang YL, Peng ZX. A simulation model to study the potential use of micro- structured surfaces to improve the tribological properties of UHMWPE[C]. 8th Australasian Congress on Applied Mechanics, Melbourne, Australia, Nov23-28,2014.
[4] Zhang YL, Mao JH, Xie YB. Engine Wear Monitoring with OLVF[J]. Tribology Transactions, 2011, 54 (2): 201-207.
[3] Zhang YL, Wu TH, Wang JQ and Xie YB. Effects of Piston Ring Profiles on Lubrication by Theoretical Analyses[C]. International Tribology Conference, Hiroshima, Japan, Oct 30-Nov 3, 2011.
[2] Wu JP, Zhang YL, Zhongxiao Peng. The investigation of the wear behaviours of artificial joint at Aa macro and nano scale[C]. 8th Australasian Congress on Applied Mechanics, Melbourne, Australia, Nov23-28,2014.
[1] Wu TH, Wang JQ, Peng YP and Zhang YL. Description of Wear Debris from On-Line Ferrograph Images by Their Statistical Color[J]. Tribology Transactions, 2012, 55 (5): 606-614.







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人工关节生物力学研究
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人工关节生物摩擦学研究
长期以来，磨损一直是人工关节假体服役性能与寿命提升的瓶颈，磨屑导致的无菌性松动是人工关节失效的重要原因。另外，人工关节设计趋势已从基于解剖形状发展到骨肌力学功能，而关节运
动学功能的需求与磨损是相互矛盾的，骨肌力学功能和摩擦学性能的协同优化仍然是一个世界难题。团队利用上述骨肌多体动力学分析方法，结合摩擦学优化设计，重点研究人工关节的在体服役行为演化的关键机理与核心机制，探求近自然运动功能与假体寿命的调控机理。

个性化人工关节优化设计
近年来研究者发现人工关节滑动面和固定面的失效并非孤立事件。滑动面设计不佳会影响固定面的接触力学，导致固定面松动。另外，固定面的稳定性也会影响滑动面的运行效果。因此在人工关节置换后，滑动面和固定面中只要其中之一存在设计使用缺陷，在长期的相互影响下很容易引起失效过程加速，最终导致置换失败。由此可见，独立的滑动面或固定面设计改进已不能满足当前要求，人工关节的设计趋势应从单纯的独立解决滑动面磨损问题和固定面稳定问题的阶段发展成为研究滑动面和固定面耦合设计的新阶段。






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