往复运动条件下油膜测量系统开发及界面滑移特性研究

摘要

本文开发了光弹流测量装置中的往复运动控制系统，并对往复条件下弹流油膜的界面特性进行了实验研究。 完成了新一代高应力润滑油膜界面滑移测量系统的改进、组装与调试，并应用此系统成功观测到了弹流接触区内润滑油膜的界面滑移现象，验证了此测量系统的可靠性。 改进了点接触实验台的运动控制系统，用PLC控制伺服电机实现了微纳米尺度内高精度的往复运动，满足了实验对往复运动等复杂工况的需要。并用VB语言实现了PC与PLC间的通信，编写了友好的程序界面，提高了控制系统的可操作性。 建立了油膜光学测量系统的理论模型，对测量过程进行了完整的理论和实验研究，揭示了润滑油膜光学测量的多光束干涉本质。通过光学参数计算，对现有润滑油膜测量的双光束干涉近似引起的误差进行了严格的定量分析，指出了误差的分布规律。系统地推导了多光束干涉原理，并用VB语言编写了油膜厚度测量软件，并运用多光束干涉理论对油膜厚度干涉强度分布特性进行了研究。 对往复运动条件下，弹流油膜的运动特性进行研究，并实验研究了在纯滚、球滑、盘滑条件下振幅、频率和界面性质等不同因素对往复动态弹流油膜的影响。分析了往复运动条件下润滑油膜的界面滑移特性。

目录

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摘要

物理量名称及符号表

第1章 绪论

1．1 引言

1．2 基于往复运动的弹流润滑研究

1．2 界面滑移的相关研究

1．3 本文研究的基础

1．4 课题研究的主要内容、目标

第2章 高应力润滑油膜界面滑移测量系统的设计

2．1 总述

2．2 实验设备

2．2．1 运动控制系统

2．2．2 图像采集系统

2．2．3 固体式样的选取

2．2．4 光源系统

2．2．5 图像处理软件

2．3 测量

2．3．1 测量方法

2．3．2 界面滑移的判定及计算

2．4 初步测量结果

2．5 结论

2．6 本章小结

第3章 基于PLC控制的光弹流实验机往复运动的实现

3．1 控制方案的确定

3．2 系统设计

3．2．1 硬件构成

3．2．2 控制系统设计

3．3 往复运动的实现

3．4 本章小结

第4章 油膜厚度测量光干涉法干涉强度分布特性研究

4．1 背景

4．2 多层膜系统的光学分析

4．3 测量结果与分析

4．3．1 多光束干涉理论对曲线偏离的影响

4．3．2 金属薄膜消光系数k对曲线偏离的影响

4．3．3 金属薄膜折射率n对曲线偏离的影响

4．3．4 入射光波长λ对曲线偏离的影响

4．3．5 金属Cr膜厚度对曲线偏离的影响

4．4 结论

4．5 本章小结

第5章 往复运动条件下封油凹陷的运动特性研究

5．1 实验条件

5．2 结果分析和讨论

5．2．1 纯滚条件

5．2．2 盘滑条件

5．2．3 球滑条件

5．3 结论

5．4 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间完成的术论文及科研工作

致谢