计算机辅助摩擦学测试方法设计及试验

发布时间：2017-05-05 12:03

  本文关键词：计算机辅助摩擦学测试方法设计及试验，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：摩擦磨损试验机是摩擦学研究中最重要的测试工具。随着现代自动控制与测试技术的快速发展，摩擦学试验机在精度控制、实时信号采集和处理等方面提出了更高的要求，需要开发功能强大的测试系统，而目前国内的测试技术普遍被国外垄断，发展相对缓慢，缺乏对测试控制技术及方法的研究，还存在很大的提升空间。本文以国家自然科学基金和国家973计划为依托，基于LabVIEW图形化编程语言对摩擦试验装置的信号采集、同步显示、后台数据压缩等问题进行设计，成功地解决了现有摩擦学试验海量数据存储、过程自动化控制等问题；并利用改进的摩擦试验装置，排除摩擦热的影响，探讨润滑油温度对其润滑及高温抗氧化性能的影响。主要成果和结论如下： （1）基于LabVIEW设计了销-盘摩擦试验机实时信号数据采集测试系统，成功地实现了用户界面控制、压力和扭矩等信号的采集、同步显示、摩擦系数的计算、后台实时数据压缩处理和数据记录等功能。通过试验验证该测试系统各项功能运行良好，，可以有效解决摩擦学测试中海量数据存储问题，提高了计算机的工作效率，对摩擦学试验数据采集具有较广泛的适应性。 （2）为提升SKODA-SAVIN摩擦试验机的测试能力，基于LabVIEW设计了实验过程自动控制与数据采集系统，实现了摩擦力和温度信号的采集、变频器的串口通信、试验过程转速自动化控制、摩擦系数的计算、数据存储等功能。 （3）为准确评价润滑油温度对其摩擦学性能的影响，重新设计了四球摩擦试验机及其信号检测与数据采集系统。试验证明该试验机能够排除摩擦热对环境温度的影响，保证摩擦力和润滑油温测量准确，满足试验需要。 （4）基于LabVIEW数据采集过程分析参数设置与试验采集数据之间的关系，重点分析了采样率与均值个数对数据丢失的影响规律。结果表明：当采样率低时，数据处理、数据显示等时间太慢，读取数据每次循环有间断，在规定的试验时间内，输出数据减少；当采样率较高时，在均值个数相同的情况下，较长时间使用会导致没有足够的内存或是硬盘存储数据太慢，从而造成数据大量丢失。 （5）实验研究三种国产酯类润滑油的高温摩擦学性能，探讨了环境温度对润滑油润滑边界膜特性的影响规律，尝试使用摩擦系数突变时间段来判断润滑油膜脱附过程。结果显示：试验过程中摩擦系数急剧升高的过程，实际反映的是润滑油膜脱附的过程，摩擦系数停止升高的温度对应润滑油膜完全脱附的温度。
【关键词】：摩擦磨损试验机 LabVIEW 数据采集 自动化控制 边界膜特性
【学位授予单位】：机械科学研究总院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH87;TH117
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-12
• 第一章 绪论12-24
• 1.1 研究背景和意义12-14
• 1.2 国内外研究现状14-22
• 1.2.1 摩擦磨损试验机及其测试方法研究现状14-17
• 1.2.2 虚拟仪器的研究现状17-19
• 1.2.3 LabVIEW 辅助测试在摩擦学领域的研究现状19-21
• 1.2.4 润滑油高温摩擦学性能测试方法的研究现状21-22
• 1.3 本文拟研究的主要内容22-24
• 第二章 销-盘摩擦试验机实时信号数据采集系统24-33
• 2.1 引言24
• 2.2 系统硬件组成24-26
• 2.3 软件设计26-31
• 2.3.1 设计要求26-27
• 2.3.2 程序建构27-28
• 2.3.3 软件编程28-31
• 2.4 试验效果31-32
• 2.5 本章小结32-33
• 第三章 SKODA-SAVIN 试验自动控制与数据采集系统33-44
• 3.1 引言33
• 3.2 SKODA-SAVIN 磨损试验机的介绍33-34
• 3.3 系统组成34-35
• 3.4 软件设计35-41
• 3.4.1 软件设计要求35-36
• 3.4.2 程序构建36-37
• 3.4.3 软件编程37-41
• 3.5 试验效果41-42
• 3.6 本章小结42-44
• 第四章 四球试验机温度测控与摩擦力测量系统44-55
• 4.1 引言44
• 4.2 四球试验机介绍44-45
• 4.3 温度测控系统的设计45-49
• 4.3.1 温度测控系统硬件组成45-47
• 4.3.2 温度测控系统软件编程47-49
• 4.4 摩擦力测量系统的设计49-53
• 4.5 试验机可靠性评估53-54
• 4.5.1 摩擦力测量系统可靠性评估53
• 4.5.2 温度测量系统可靠性评估53-54
• 4.6 本章小结54-55
• 第五章 基于 LabVIEW 摩擦学数据采集相关问题探讨55-63
• 5.1 引言55
• 5.2 数据采集概述55-56
• 5.3 LabVIEW 实际采集点数影响因素56-59
• 5.3.1 数据采集过程及参数设置的影响56-57
• 5.3.2 多线程影响57-58
• 5.3.3 数据采集设备时基频率及 CPU 主频的影响58-59
• 5.4 实时信号压缩处理对数据的影响59-62
• 5.5 本章小结62-63
• 第六章 润滑油高温摩擦性能测试方法研究63-77
• 6.1 引言63
• 6.2 测试方法介绍63-64
• 6.3 典型国产酯类润滑油临界温度的研究64-75
• 6.3.1 四球试验机摩擦试验65-70
• 6.3.2 四球试验结果分析讨论70-72
• 6.3.3 SST-ST 球-盘式摩擦试验72-73
• 6.3.4 球-盘摩擦试验结果分析讨论73-75
• 6.4 本章小结75-77
• 第七章 全文主要成果、结论及展望77-80
• 7.1 本文主要成果和结论77-78
• 7.2 研究展望78-80
• 参考文献80-85
• 致谢85-86
• 附录：攻读硕士学位期间的主要工作及发表的文章86

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：346291