[发明专利]薄摩擦材料层结构滑动轴承润滑膜厚度的超声检测方法

摘要

本发明公开了一种薄摩擦材料层结构滑动轴承润滑膜厚度的超声检测方法，该方法在基本刚度模型法需要取得轴瓦-空气界面参考反射回波信号的基础上，由厚衬层轴瓦试件或理论计算得到基体-衬层界面的回波信号幅值谱，然后分别取得参考回波、不同膜厚回波时叠加信号与基体-衬层界面回波的频域幅值比，并按叠加信号频谱分析方法得到包含膜厚信息的回波成分与基体-衬层界面回波在一具体频率处的幅值比，由此得到膜厚测量中的反射系数值并最终确定润滑膜厚度值。本发明实现了反射回波信号叠加时的流体润滑滑动径向与推力轴承亚微米及微米级润滑膜厚度的测量。

主权项

1.薄摩擦材料层结构滑动轴承润滑膜厚度的超声检测方法，其特征在于，包括下述步骤：1）通过超声检测系统测量出与薄摩擦材料层结构滑动轴承相同材料的厚摩擦材料层轴瓦试块的轴瓦基体-衬层界面的时域回波信号p_b(t)，并对时域回波信号p_b(t)经快速傅里叶变换得到的其频域幅值谱|P_b(ω)|，然后测量所要检测的薄摩擦材料层滑动轴承在轴瓦-空气界面时的参考回波信号p_a(t)，以及测量薄摩擦材料层滑动轴承轴瓦-流体膜界面叠加回波信号p_m(t)，其中，薄摩擦材料层为其厚度小于超声换能器超声波脉冲宽度一半的轴瓦衬层，厚摩擦材料层为其厚度大于等于超声换能器超声波脉冲宽度一半的轴瓦衬层；2）分别对步骤1）中得到参考回波信号p_a(t)和叠加回波信号p_m(t)进行快速傅里叶变换，得到参考回波信号的频域幅值谱|P_a(ω)|和叠加回波信号的频域幅值谱|P_m(ω)|，其结果再分别与步骤1）中得到的轴瓦基体-衬层界面的频域幅值谱|P_b(ω)|相比，得到参考回波信号与基体-衬层界面回波的幅度比Q_a(ω)和叠加回波信号与基体-衬层界面回波的幅度比Q_m(ω)；3）依据步骤2）得到的参考回波信号与基体-衬层界面回波的幅度比Q_a(ω)结合其峰值频率ω_as，计算出峰值频率ω_as至(1+10%)ω_as频率区域内及两个端点的参考回波信号中不同界面回波成分幅度比k_a(ω_a)，其计算公式如下：ka2(ωa)+(4cos2ωat0-2)·ka(ωa)+[1-Qa2(ωa)]=0---(1)]]>式中：t₀为超声波通过薄衬层厚度所用时间；4）依据步骤2）得到的叠加信号回波与基体-衬层界面回波的幅度比Q_m(ω)结合其峰值频率ω_ms，计算出峰值频率ω_ms处的叠加回波信号中不同界面回波成分幅度比k_m(ω_ms)，其计算公式如下：km2(ωms)+2km(ωms)+[1-Qm2(ωms)]=0---(2)]]>5）将步骤4）中得到的叠加回波信号中不同界面回波成分幅度比k_m(ω_ms)与步骤3）中得到的频率ω_ms处参考回波信号中不同界面回波成分幅度比k_a(ω_ms)相比，得到润滑膜厚测量时回波信号的反射系数R，最后根据基本刚度模型法膜厚公式结合反射系数R得到薄摩擦材料层结构滑动轴承润滑膜厚h。