[发明专利]基于光干涉的新型弹流润滑膜厚测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及光学测量领域，尤其涉及一种新型的利用光的干涉和相对光强原理测量不同速度和不同载荷下弹流润滑膜膜厚的方法，此方法也可用于测量薄膜润滑、混合润滑等其它润滑状态下不同速度、载荷的接触区的膜厚分布。

背景技术

对弹流润滑膜厚的研究使我们对机器的承载能力，使用寿命和破坏机理，有了更深入的认识，从而可以保证机器的正常使用寿命和工作可靠性，提高设计质量。目前，在测量弹流润滑膜厚的众多方法中，光干涉法相对简便且应用广泛，如三波长光干涉法。通过计算接触区的相对光强值，可以得到接触区中心的相对膜厚值。但是因为光强是膜厚的周期函数，膜厚计算复杂，而且如何确定中心干涉区的级次还未完全解决，目前的光干涉方法均假设中心接触区的条纹级次为零级亮条纹或者1级暗条纹，因此计算得到的均是相对膜厚而不是绝对膜厚。因此，准确地确定多级次的弹流润滑膜厚还有待研究。

发明内容

为了克服弹流润滑膜厚测量过程中无法准确确定干涉环级次从而无法计算得出准确的润滑膜膜厚且计算过程复杂的不足，本发明提供了一种新的利用光的干涉原理测量弹流润滑膜膜厚的方法，该方法不仅能测量计算得出接触区中心部位的绝对膜厚值，而且还可以方便地得到整个接触区的绝对膜厚分布，而且通过改变旋转圆盘的滑动速度，可以测量不同滑动速度下钢球和玻璃圆盘间的膜厚分布；通过改变加载装置的载荷大小，还可以测量计算得出不同加载载荷下的膜厚分布。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于光干涉的新型弹流润滑膜厚测量方法，该测量方法基于光学弹性流体动力润滑试验台，所述光学弹性流体动力润滑试验台上设置有CCD相机，该CCD相机和装有视频监控采集卡的计算机相连接，包括步骤：

S1、测量并记录玻璃圆盘滑动速度为0m/s时钢球和玻璃圆盘间润滑膜的光干涉图像以及相对光强分布，由于滑动速度为0m/s，钢球和玻璃圆盘接触区中心的膜厚接近为0；利用点接触变形方程式

v(x,y)=2πE∫∫Ωp(s,t)(x-s)2+(y-t)2dsdt,]]>

其中，E为综合弹性模量，p(x，y)为点(x，y)处的压力值，一般按照计算，其中a和b为接触椭圆的尺寸，按下列公式计算：

a=ka[3W2E(A+B)]1/3]]>