雷竞技rebat前沿|原位测量半月板的入口和出口的油脂和油润滑滚动轴承接触</t我tle> <style> .async-hide { opacity: 0 !important } </style> <link href="https://209cd62b0febf2a55d40-715eb384bc6027b876e93ad33d5c5ec3.ssl.cf3.rackcdn.com/font-awesome-4.3.0/css/font-awesome.min.css" rel="stylesheet"> <link href="https://9d0dd7a648345f19af83-877d2ecaf11b88d5e17327c758e17ef6.ssl.cf2.rackcdn.com/museo-sans-1.0.1/css/museo-sans.css" rel="stylesheet"> <style type="text/css"> .journal-mechanical-engineering { background: #fff url('https://3718aeafc638f96f5bd6-d4a9ca15fc46ba40e71f94dec0aad28c.ssl.cf1.rackcdn.com/journal-mechanical-engineering.png') no-repeat 105% -40px; background-size: 52%; } /* Displays/Screens (e.g. 19" WS @ 1440x900) --------------- */ @media only screen and (max-width: 1649px) { .journal-mechanical-engineering { background: #fff url('https://3718aeafc638f96f5bd6-d4a9ca15fc46ba40e71f94dec0aad28c.ssl.cf1.rackcdn.com/journal-mechanical-engineering.png') no-repeat 650px -15px; background-size: 62%; }} /* Displays/Screens (e.g. MacBook @ 1280x800) -------------- */ @media only screen and (max-width: 1409px) { .journal-mechanical-engineering { background: #fff url('https://3718aeafc638f96f5bd6-d4a9ca15fc46ba40e71f94dec0aad28c.ssl.cf1.rackcdn.com/journal-mechanical-engineering.png') no-repeat 650px 20px; 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A shortening and/or thinning of the inlet meniscus towards the contact centre is an indicator of bearing starvation and impaired lubricant performance. This work introduces an ultrasonic method to measure meniscus dimensions. Using in situ ultrasonic sensors on a full-scale cylindrical roller bearing test rig, we show that ultrasonic waves can cause oil films to resonate, and that the resonant frequency is directly related to the film thickness. Using a benchtop rig we validate the relationship between resonant frequency and film thickness. This allows for the measurement of meniscus thickness and length in situ during bearing operation. Menisci were measured at both the inlet and outlet of rolling bearing line contacts while lubricated with different viscosity oils and grease. All lubricants used showed they could be monitored using this approach. The implication of this paper is that it is possible to measure a critically important lubrication mechanism during operation without major component modifications." addthis:url="//www.thespel.com/articles/10.3389/fmech.2022.1056950" data-event-param="In-situ measurement of the meniscus at the entry and exit of grease and oil lubricated rolling bearing contacts" title="" target="_blank" href="#"><span class="at-icon-wrapper"></span></a> </div></li> <li class="social_block"> <div class="atButton"> <a class="addthis_button_linkedin at300b" addthis:title="In-situ measurement of the meniscus at the entry and exit of grease and oil lubricated rolling bearing contacts" addthis:description="The lubricant inlet meniscus in a rolling element bearing acts as a reservoir that feeds the elastohydrodynamic contact, resulting in a sufficiently thick film to avoid wear. 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<p><span class="notes">许昌大学,中国</年代p一个n></p><header> <h5 class="like-h4">看过的</h5></he一个der><一个class="authors" href="https://loop.frontiersin.org/people/543012/overview" target="_blank"><img alt="" class="pr5 pull-left" onerror="this.src = '/Areas/Articles/Images/Frontiers/Common/Profile/default-loop-profile.jpg'" src="https://loop.frontiersin.org/images/profile/543012/24"><h6 class="author-link-aside">王一职</h6></一个><d我v class="clearfix"></div> <p><span class="notes">北京理工学院,中国</年代p一个n></p><一个class="authors" href="https://loop.frontiersin.org/people/1949568/overview" target="_blank"><img alt="" class="pr5 pull-left" onerror="this.src = '/Areas/Articles/Images/Frontiers/Common/Profile/default-loop-profile.jpg'" src="https://loop.frontiersin.org/images/profile/1949568/24"><h6 class="author-link-aside">Tonghai吴</h6></一个><d我v class="clearfix"></div> <p><span class="notes">西安交通大学,中国</年代p一个n></p></年代ection> </div> <nav> <header> <h5 class="like-h4" style="padding-top: 14px; padding-left: 6px; margin-bottom: 6px;">表的内容</h5></he一个der><ul class="nav nav-list list-unstyled contents" data-event="toc-link-click"> <li> <ul class="flyoutJournal"> <li><a href="#h1">文摘</一个></li> <li><a href="#h2">1介绍</一个></li> <li><a href="#h3">2材料和设备</一个></li> <li><a href="#h4">3实验方法</一个></li> <li><a href="#h5">4的结果</一个></li> <li><a href="#h6">5讨论</一个></li> <li><a href="#h7">6结论</一个></li> <li><a href="#h8">数据可用性声明</一个></li> <li><a href="#h9">作者的贡献</一个></li> <li><a href="#h10">资金</一个></li> <li><a href="#h11">确认</一个></li> <li><a href="#h12">的利益冲突</一个></li> <li><a href="#h13">出版商的注意</一个></li> <li><a href="#h14">引用</一个></li> </ul></li> </ul> </nav> </aside> <div class="clearfix"></div> <div class="side-article-download side-export clearfix"> <ul class="list-unstyled list-inline clearfix"> <li class="dropdown text-center citation"><button data-target="#" data-test-id="citation-button" data-toggle="dropdown" role="button" aria-expanded="false"><span class="icon-label" data-event="citation-button-click">出口的引用</年代p一个n></button> <ul class="dropdown-menu" role="menu"> <li><a data-test-id="article-endnote" id="export_citation" href="//www.thespel.com/articles/10.3389/fmech.2022.1056950/endNote" data-event="endnotedownload-button-click">尾注</一个></li> <li><a data-test-id="article-referencemanager" id="export_citation" href="//www.thespel.com/articles/10.3389/fmech.2022.1056950/reference" data-event="referencemanagerdownload-button-click">引用管理器</一个></li> <li><a data-test-id="article-simpletextfile" id="export_citation" href="//www.thespel.com/articles/10.3389/fmech.2022.1056950/text" data-event="simpletextfiledownload-button-click">简单的文本文件</一个></li> <li><a data-test-id="article-bibtex" id="export_citation" href="//www.thespel.com/articles/10.3389/fmech.2022.1056950/bibTex" data-event="bibtexdownload-button-click">助理</一个></li> </ul></li> </ul> </div> <div class="side-crossmark"> <a data-target="crossmark" class="crossmark"> <figure> <img id="crossmark-icon" style="border: 0; width:64px; height:64px;" src="https://crossmark-cdn.crossref.org/widget/v2.0/logos/CROSSMARK_BW_square_no_text.svg" title="" alt=""> </figure> <div id="crossmark-icon"> 检查更新</d我v></a> </div> <article class="widget-listing people-also-looked-at side-article-related hidden"> <h5 class="like-h4" data-event="peoplelookedat-link-click">人也看了</h5></一个rt我cle> </aside> <main class=""> <div class="article-section"> <div class="article-container" data-html="True"> <div class="abstract-container"> <div class="article-header-container">   <div class="header-bar-one"> <h2>方法的文章</h2></d我v> <div class="header-bar-three-container"> <div class="header-bar-three"> 前面。动力机械。Eng。,07November 2022<br>秒。摩擦学<br><年代p一个nclass="volumeInfo">卷8 - 2022 |</年代p一个n><一个href="https://doi.org/10.3389/fmech.2022.1056950">https://doi.org/10.3389/fmech.2022.1056950</一个></d我v> </div> </div> <div class="JournalAbstract"> <a id="h1" name="h1"></a> <h1><em>现场</e米>测量半月板的入口和出口的油脂和油润滑滚动轴承接触</h1><d我v class="authors"> <a href="//www.thespel.com/people/u/1905996" class="user-id-1905996"><img class="pr5" src="https://loop.frontiersin.org/images/profile/1905996/24" onerror="this.src='https://f96a1a95aaa960e01625-a34624e694c43cdf8b40aa048a644ca4.ssl.cf2.rackcdn.com/Design/Images/newprofile_default_profileimage_new.jpg'" alt="www.雷竞技rebatfrontiersin.org">w·a·格雷</一个>*和<我米g class="pr5" src="https://f96a1a95aaa960e01625-a34624e694c43cdf8b40aa048a644ca4.ssl.cf2.rackcdn.com/Design/Images/newprofile_default_profileimage_new.jpg" alt="www.雷竞技rebatfrontiersin.org">r s Dwyer-Joyce</d我v> <ul class="notes"> <li>机械工程系,莱昂纳多摩擦学中心谢菲尔德大学,英国谢菲尔德</li> </ul> <p class="mb15">滚动轴承的润滑入口半月板作为水库为弹流接触,导致一个足够厚膜避免磨损。缩短和/或减少进口半月板向接触的中心是一个指标轴承饥饿和润滑剂性能受损。本工作介绍超声波测量半月板尺寸的方法。使用<e米>原位</e米>超声波传感器在一个全面的圆柱滚子轴承试验台,我们表明,超声波可以导致石油电影产生共鸣,而共振频率直接相关膜厚度。使用台式设备我们验证共振频率和膜厚度之间的关系。这允许测量半月板的厚度和长度<e米>原位</e米>在轴承的操作。测量半月板在进口和出口的滚动轴承接触而具有不同粘度油和润滑脂润滑。显示他们可能使用的所有润滑油监测使用这种方法。本文的意义在于它可以衡量一个至关重要的润滑机制在操作过程中没有主要组件的修改。</p><d我v class="clear"></div> </div> <div class="JournalFullText"> <a id="h2" name="h2"></a> <h2>1介绍</h2><pclass="mb15">圆柱滚子轴承是常见的机械组件用于专门的支持径向载荷作用在一个旋转的部分。这个负载的支持,不会造成磨损,达到使用润滑油或润滑脂行为分离轴承内表面结构。虽然有大量的文献中的润滑剂条件接触,相对是知之甚少的半月板提要润滑剂接触。</p><pclass="mb15">non-conformal反对轴承内表面尺寸,所以真正的接触面积是小导致高压力。这导致弹流润滑(EHL)表面分离是实现从润滑膜增厚由于viscosity-pressure关系,和局部弹性变形表面微凸体的接触。对于EHL行联系<一个href="#B10">Dowson和金森(1959)</一个>首先开发一个数值解预测最小膜厚,后来呢<一个href="#B11">Dowson和丰田章男(1978)</一个>扩展模型来预测中央膜厚度。尽管现在现有的更复杂的模型,但多数都是基于这些原始方程,因为它们相对易用性和卓越的精度与实验结果相比<一个href="#B21">Lubrecht et al。(2009)</一个>。然而这些模型的一个问题是“无限半月板”的假设。半月板为一体的形式在进口的润滑剂和饲料油接触,这样可以保持分离膜。通过假设无限长,它假设有足够的润滑剂为电影发展,任何膜厚度的变化是由于负荷等条件下,轴承速度和粘度。</p><pclass="mb15">在真实的接触,半月板有有限的长度,和这个假设就不合适,特别是对脂润滑轴承,已知在饥饿条件下运行<一个href="#B23">卢格特曾(2009)</一个><一个href="#B22">卢格特曾(2013)</一个>。<一个href="#B29">Wedeven et al。(1971)</一个>第一个问题是这个长度如何接触膜厚度的影响。他们发现,随着半月板长度缩短,走向赫兹接触区,联系变得匮乏,导致接触膜厚度减少的比例完全淹没了厚度。<一个href="#B31">Wolveridge et al。(1970)</一个>解决饥饿问题的半解析方法,并发现了相同的结论Wedeven,半月板长度缩短,辊的轴承的负荷能力降低的比例完全淹没的能力。最近,<一个href="#B20">Kumar et al。(2010)</一个>模仿饥饿通过移动入口半月板接触位置,发现短半月板导致薄摩擦系数较高的电影。<一个href="#B28">Svoboda et al。(2013)</一个>使用光学干涉法在一个球接触测量中央膜厚度受饥饿和影响结果,同意与文学。<一个href="#B19">根据et al。(2017)</一个>然后使用相同的平台不同半月板厚度和显示中央膜厚度对这个值的依赖。</p><pclass="mb15">迄今为止难以精确测量半月板长度和厚度<e米>原位</e米>在任何类型的滚动轴承,没有组件的修改。这是由于半月板非常薄,发生在小范围,深藏在轴承的内部运作。<一个href="#B2">卡梅伦和Gohar (1966)</一个>开发了一种非常精确的光学方法测量稀油电影在纳米范围内,已成为流行的测量半月板维度<一个href="#B3">在校园里,Lubrecht (1999)</一个><一个href="#B5">岑et al。(2014)</一个>。然而,这种方法需要一个透明窗口的接触限制应用程序实验。另一种方法是由电容方法<一个href="#B30">威尔逊(1979)</一个>和开发的<一个href="#B15">Heemskerk et al。(1982)</一个>的电阻膜厚度有关。这种方法已被用于研究膜厚度和饥饿在轴承<一个href="#B4">岑和卢格特曾(2019)</一个><一个href="#B6">岑和卢格特曾(2020)</一个>。这种方法的缺点是需要修改还需要访问的接触,膜厚度的测量是一个平均的内部和外部的水沟、和自由润滑剂电影无法衡量。也就是说,一个人不能衡量steel-oil-air层定义了半月板远离接触。</p><pclass="mb15">在过去2年超声波传感器已经逐渐成为一种技术来测量轴承润滑条件<一个href="#B12">Dwyer-Joyce et al。(2003)</一个><一个href="#B9">窦et al。(2022)</一个>。这主要是由于他们的低成本,简单,和通过固体和液体媒体传播波的能力,意义直接联系访问不是必需的。在本文中,我们安装了一个轴承试验装置和超声波传感器测量从半月板的steel-oil-air界面发生反射。波相互作用产生一个可衡量的共振与油的厚度,并通过跟踪这些共振可以测量半月板厚度。</p><h3class="pt0">1.1背景</h3><pclass="mb0"><a href="#F1">图1一个</一个>年代olid-oil-air界面的显示了一个示意图,半月板地区存在的接触,形成两个边界<e米>x</e米>= 0,<e米>h</e米>。在这里,<e米>h</e米>相当于油膜的厚度。这里假设,边界是完美的保税和任何波旅行是完全垂直于边界。声阻抗<e米>z</e米>材料密度的产品<e米>ρ</e米>和声速<e米>c</e米>。当一个超声波罢工两个发出不同的材料之间的边界,传输到第二部分材料,其余的反映。的反射系数<e米>R</e米>量化反射的比例计算<一个href="#e1">情商。</一个>:</p><d我v class="equationImageholder"> <math id="e1"> <mi> R</米我><米o> =</米o> <mfrac> <mrow> <msub> <mrow> <mi> z</米我></米row> <mrow> <mn> 2</米n></米row> </msub> <mo> −</米o> <msub> <mrow> <mi> z</米我></米row> <mrow> <mn> 1</米n></米row> </msub> </mrow> <mrow> <msub> <mrow> <mi> z</米我></米row> <mrow> <mn> 2</米n></米row> </msub> <mo> +</米o> <msub> <mrow> <mi> z</米我></米row> <mrow> <mn> 1</米n></米row> </msub> </mrow> </mfrac> <mspace width="5em"></mspace> <mo stretchy="false"> (</米o> <mn> 1</米n><米o stretchy="false"> )</米o> </math> <div class="clear"></div> </div> <p class="indent"></p> <div class="DottedLine"></div> <div class="Imageheaders"> 图1</d我v> <div class="FigureDesc"> <a href="//www.thespel.com/files/Articles/1056950/fmech-08-1056950-HTML/image_m/fmech-08-1056950-g001.jpg" name="Figure1" target="_blank"><img id="F1" alt="www.雷竞技rebatfrontiersin.org" class="lazy" data-src="//www.thespel.com/files/Articles/1056950/fmech-08-1056950-HTML/image_m/fmech-08-1056950-g001.jpg"></a> <p><b>图1</b>。<b>(一)</b>示意图三体系统显示传播和反射波的形成。<b>(B)</b>反射系数预测使用<一个href="#e6">情商。</一个>蘸,共振出现<e米>R</e米>。蓝色区域显示了一个典型的可用带宽,围绕10 MHz。</p></d我v> <div class="clear"></div> <div class="DottedLine"></div> <p class="mb0">从这个方程很明显,更大的声不匹配导致反射波的比例更大。在<一个href="#F1">图1一个</一个>,<e米>p</e米><年代ub><em>我</e米></年代ub>代表初始入射波压力波的能量。这将在钢铁和石油之间的边界<e米>x</e米>=0和透射波<e米>p</e米><年代ub><em>一个</e米></年代ub>和反射波<e米>p</e米><年代ub><em>r</e米></年代ub>的形式。透射波继续它的边界<e米>x</e米>=<e米>h</e米>油与空气边界并再次分裂,传播<e米>p</e米><年代ub><em>t</e米></年代ub>和反映<e米>p</e米><年代ub><em>b</e米></年代ub>。在哪里<e米>c</e米><年代ub>2</年代ub>通过第二个音速材料,石油层,然后呢<e米>λ</e米>是超声波波长,如果<e米>h</e米>够大,2<e米>h</e米>/<e米>c</e米><年代ub>2</年代ub>><e米>λ</e米>,反射<e米>p</e米><年代ub><em>r</e米></年代ub>和<e米>p</e米><年代ub><em>b</e米></年代ub>将显著地不同。Δ反射之间的时间<e米>t</e米>可以测量,相当于:</p><d我v class="equationImageholder"> <math id="e2"> <mi mathvariant="normal"> Δ</米我><米我>t</米我><米o> =</米o> <mfrac> <mrow> <mn> 2</米n><米我>h</米我></米row> <mrow> <msub> <mrow> <mi> c</米我></米row> <mrow> <mn> 2</米n></米row> </msub> </mrow> </mfrac> <mspace width="5em"></mspace> <mo stretchy="false"> (</米o> <mn> 2</米n><米o stretchy="false"> )</米o> </math> <div class="clear"></div> </div> <p class="mb0"><a href="#e2">方程2</一个>可以重新安排吗<e米>h</e米>这个话题,所以第二身体的厚度可以计算。这就是所谓的飞行时间方法(<e米>TOF</e米>)。</p><pclass="mb0">然而,如果<e米>h</e米><<e米>λ</e米>反射信号<e米>p</e米><年代ub><em>r</e米></年代ub>和<e米>p</e米><年代ub><em>b</e米></年代ub>重叠,不明显。复杂的反射系数的情况下,从一个分层材料,是由压力<一个href="#B1">Brekhovskikh (1960)</一个>:</p><d我v class="equationImageholder"> <math id="e3"> <mi> R</米我><米o> =</米o> <mfrac> <mrow> <msub> <mrow> <mi> R</米我></米row> <mrow> <mn> 23</米n></米row> </msub> <mo> +</米o> <msubsup> <mrow> <mi> R</米我></米row> <mrow> <mn> 23</米n></米row> <mrow> <mfenced open="(" close=")"> <mrow> <mn> 2</米n><米我>我</米我><米年代ub> <mrow> <mi> α</米我></米row> <mrow> <mn> 2</米n></米row> </msub> <mi> h</米我></米row> </mfenced> </mrow> </msubsup> </mrow> <mrow> <mn> 1</米n><米o> +</米o> <msub> <mrow> <mi> R</米我></米row> <mrow> <mn> 12</米n></米row> </msub> <msubsup> <mrow> <mi> R</米我></米row> <mrow> <mn> 23</米n></米row> <mrow> <mfenced open="(" close=")"> <mrow> <mn> 2</米n><米我>我</米我><米年代ub> <mrow> <mi> α</米我></米row> <mrow> <mn> 2</米n></米row> </msub> <mi> h</米我></米row> </mfenced> </mrow> </msubsup> </mrow> </mfrac> <mspace width="5em"></mspace> <mo stretchy="false"> (</米o> <mn> 3</米n><米o stretchy="false"> )</米o> </math> <div class="clear"></div> </div> <p class="mb0">在哪里<e米>R</e米><年代ub>12</年代ub>和<e米>R</e米><年代ub>23</年代ub>反射系数在媒体的界限吗<e米>x</e米>= 0,<e米>h</e米>。<e米>α</e米><年代ub>2</年代ub>指的是一个系数第二介质,定义为:</p><d我v class="equationImageholder"> <math id="e4"> <msub> <mrow> <mi> α</米我></米row> <mrow> <mn> 2</米n></米row> </msub> <mo> =</米o> <msub> <mrow> <mi> k</米我></米row> <mrow> <mn> 2</米n></米row> </msub> <mo> +</米o> <mi> 我</米我><米我>β</米我><米年代p一个cewidth="5em"></mspace> <mo stretchy="false"> (</米o> <mn> 4</米n><米o stretchy="false"> )</米o> </math> <div class="clear"></div> </div> <p class="mb0">在哪里<e米>β</e米>衰减系数,<e米>k</e米><年代ub>2</年代ub>是波数的计算为:</p><d我v class="equationImageholder"> <math id="e5"> <msub> <mrow> <mi> k</米我></米row> <mrow> <mn> 2</米n></米row> </msub> <mo> =</米o> <mfrac> <mrow> <mn> 2</米n><米我>π</米我><米我>f</米我></米row> <mrow> <msub> <mrow> <mi> c</米我></米row> <mrow> <mn> 2</米n></米row> </msub> </mrow> </mfrac> <mspace width="5em"></mspace> <mo stretchy="false"> (</米o> <mn> 5</米n><米o stretchy="false"> )</米o> </math> <div class="clear"></div> </div> <p class="mb0">在哪里<e米>f</e米>是频率。</p><pclass="mb0">虽然<一个href="#e3">情商。</一个>是复杂的,包含振幅和相位,<一个href="#B14">海恩斯et al . (1978)</一个>给出了方程的真实振幅部分:</p><d我v class="equationImageholder"> <math id="e6"> <mo stretchy="false"> |</米o> <mi> R</米我><米o stretchy="false"> |</米o> <mo> =</米o> <msup> <mrow> <mfenced open="[" close="]"> <mrow> <mfrac> <mrow> <msup> <mrow> <mfenced open="(" close=")"> <mrow> <msub> <mrow> <mi> R</米我></米row> <mrow> <mn> 23</米n></米row> </msub> <mo> +</米o> <msub> <mrow> <mi> R</米我></米row> <mrow> <mn> 12</米n></米row> </msub> <msup> <mrow> <mi> e</米我></米row> <mrow> <mo> −</米o> <mn> 2</米n><米我>β</米我><米我>h</米我></米row> </msup> </mrow> </mfenced> </mrow> <mrow> <mn> 2</米n></米row> </msup> <mo> −</米o> <mn> 4</米n><米年代ub> <mrow> <mi> R</米我></米row> <mrow> <mn> 12</米n></米row> </msub> <msub> <mrow> <mi> R</米我></米row> <mrow> <mn> 23</米n></米row> </msub> <msup> <mrow> <mi> e</米我></米row> <mrow> <mo> −</米o> <mn> 2</米n><米我>β</米我><米我>h</米我></米row> </msup> <mo> ⁡</米o> <msup> <mrow> <mi> 罪</米我></米row> <mrow> <mn> 2</米n></米row> </msup> <msub> <mrow> <mi> k</米我></米row> <mrow> <mn> 2</米n></米row> </msub> <mi> h</米我></米row> <mrow> <msup> <mrow> <mfenced open="(" close=")"> <mrow> <mn> 1</米n><米o> +</米o> <msub> <mrow> <mi> R</米我></米row> <mrow> <mn> 12</米n></米row> </msub> <msub> <mrow> <mi> R</米我></米row> <mrow> <mn> 23</米n></米row> </msub> <msup> <mrow> <mi> e</米我></米row> <mrow> <mo> −</米o> <mn> 2</米n><米我>β</米我><米我>h</米我></米row> </msup> </mrow> </mfenced> </mrow> <mrow> <mn> 2</米n></米row> </msup> <mo> −</米o> <mn> 4</米n><米年代ub> <mrow> <mi> R</米我></米row> <mrow> <mn> 12</米n></米row> </msub> <msub> <mrow> <mi> R</米我></米row> <mrow> <mn> 23</米n></米row> </msub> <msup> <mrow> <mi> e</米我></米row> <mrow> <mo> −</米o> <mn> 2</米n><米我>β</米我><米我>h</米我></米row> </msup> <mo> ⁡</米o> <msup> <mrow> <mi> 罪</米我></米row> <mrow> <mn> 2</米n></米row> </msup> <msub> <mrow> <mi> k</米我></米row> <mrow> <mn> 2</米n></米row> </msub> <mi> h</米我></米row> </mfrac> </mrow> </mfenced> </mrow> <mrow> <mn> 1</米n><米o> /</米o> <mn> 2</米n></米row> </msup> <mspace width="5em"></mspace> <mo stretchy="false"> (</米o> <mn> 6</米n><米o stretchy="false"> )</米o> </math> <div class="clear"></div> </div> <p class="mb0"><a href="#B18">Kinsler et al。(2000)</一个>解释当波穿越一个听觉上软材料到达边界的声学上困难的材料<e米>z</e米><年代ub>1</年代ub><<e米>z</e米><年代ub>2</年代ub>波的反射部分是完全与入射波相位。当<e米>z</e米><年代ub>1</年代ub>><e米>z</e米><年代ub>2</年代ub>反射波是180°与入射波相位。入射波传播和跨边界总是在阶段不管声阻抗边界。这些规则仍然适用<e米>x</e米>= 0,<e米>h</e米>在三体系统中。然而,透射波之间的阶段<e米>p</e米><年代ub><em>一个</e米></年代ub>从第一个边界反射波<e米>p</e米><年代ub><em>b</e米></年代ub>从第二个边界变化基于边界之间的距离即中间层的厚度。<一个href="#B14">海恩斯et al . (1978)</一个>表明,当<e米>z</e米><年代ub>2</年代ub>><e米>z</e米><年代ub>3</年代ub>如果阶段之间的中间层的共鸣<e米>p</e米><年代ub><em>一个</e米></年代ub>和<e米>p</e米><年代ub><em>b</e米></年代ub>是±(2<e米>n</e米>+ 1)<e米>π</e米>/2的地方<e米>n</e米>是任何整数价值(<e米>n</e米>= 0,1,2,3,…)。在这些特殊的阶段,<e米>p</e米><年代ub>一个</年代ub>和<e米>p</e米><年代ub>b</年代ub>相消干涉,减少的振幅<e米>p</e米><年代ub>r</年代ub>。然后在反射系数下降,观察到的<一个href="#F1">图1 b</一个>,这是一个模型的情节<一个href="#e6">情商。</一个>。第一个基频共振,<e米>f</e米><年代ub>0</年代ub>。发现基本频率之间的关系<e米>f</e米><年代ub>0</年代ub>和膜厚度,<一个href="#e5">情商。</一个>是使用<e米>f</e米>=<e米>f</e米><年代ub>0</年代ub>,乘以身体中间的厚度<e米>h</e米>时,与相变<e米>n</e米>= 0:</p><d我v class="equationImageholder"> <math id="e7"> <mtable class="gathered"> <mtr> <mtd> <msub> <mrow> <mi> k</米我></米row> <mrow> <mn> 2</米n></米row> </msub> <mi> h</米我><米o> =</米o> <mfenced open="(" close=")"> <mrow> <mn> 2</米n><米我>n</米我><米o> +</米o> <mn> 1</米n></米row> </mfenced> <mfrac> <mrow> <mi> π</米我></米row> <mrow> <mn> 2</米n></米row> </mfrac> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mo> ∴</米o> <mfrac> <mrow> <mn> 2</米n><米我>π</米我><米年代ub> <mrow> <mi> f</米我></米row> <mrow> <mn> 0</米n></米row> </msub> <mi> h</米我></米row> <mrow> <msub> <mrow> <mi> c</米我></米row> <mrow> <mn> 2</米n></米row> </msub> </mrow> </mfrac> <mo> =</米o> <mfrac> <mrow> <mi> π</米我></米row> <mrow> <mn> 2</米n></米row> </mfrac> </mtd> </mtr> </mtable> <mspace width="5em"></mspace> <mo stretchy="false"> (</米o> <mn> 7</米n><米o stretchy="false"> )</米o> </math> <div class="clear"></div> </div> <p class="indent">所以:</p><d我v class="equationImageholder"> <math id="e8"> <mi> h</米我><米o> =</米o> <mfrac> <mrow> <msub> <mrow> <mi> c</米我></米row> <mrow> <mn> 2</米n></米row> </msub> </mrow> <mrow> <mn> 4</米n><米年代ub> <mrow> <mi> f</米我></米row> <mrow> <mn> 0</米n></米row> </msub> </mrow> </mfrac> <mspace width="5em"></mspace> <mo stretchy="false"> (</米o> <mn> 8</米n><米o stretchy="false"> )</米o> </math> <div class="clear"></div> </div> <p class="mb0"><a href="#e8">方程8</一个>显示,<e米>h</e米>∝1 /<e米>f</e米><年代ub>0</年代ub>所以厚电影有较小的基本频率和薄的电影有更大的基本频率。这是所示<一个href="#F1">图1 b</一个>,比较模型数据的增加膜厚。1<e米>μ米</e米>电影没有可检测减少<e米>R</e米>在整个频率范围内,证明有一个较低的共振法的局限性。在现实中,一层可以兴奋而发生共振频率足够高(<e米>f</e米>>200年兆赫),但增加频率会导致更多的衰减,从而减少反射振幅。20<e米>μ</e米>米展示的共振探底,但是上面的一个典型的传感器10赫兹的带宽。因此,这将用更高的频率传感器可测量的。100年的厚的电影<e米>μ</e米>米和200<e米>μ</e米>米,显示几个蘸<e米>R</e米>,发生在奇数的倍数<e米>f</e米><年代ub>0</年代ub>。</p><pclass="mb0">交换<e米>c</e米><年代ub>2</年代ub>条款的一般波动方程<e米>c</e米>=<e米>λf</e米>适用于超声波,<一个href="#e8">情商。</一个>表明,该中间层在其基频共振时的厚度是一个季度,超声波:</p><d我v class="equationImageholder"> <math id="e9"> <mi> h</米我><米o> =</米o> <mfrac> <mrow> <mi> λ</米我></米row> <mrow> <mn> 4</米n></米row> </mfrac> <mspace width="5em"></mspace> <mo stretchy="false"> (</米o> <mn> 9</米n><米o stretchy="false"> )</米o> </math> <div class="clear"></div> </div> <p class="mb0">这种共振发生在媒体互动的四分之一波长是在其他波相互作用,如耦合压电元素水和空气<一个href="#B13">戈麦斯Alvarez-Arenas (2004)</一个>,并与金属超声耦合超声波matching-layers粘度计<一个href="#B27">Schirru et al。(2015)</一个>。一个简单的重排<一个href="#e8">情商。</一个>可以使频率的主题:</p><d我v class="equationImageholder"> <math id="e10"> <msub> <mrow> <mi> f</米我></米row> <mrow> <mn> 0</米n></米row> </msub> <mo> =</米o> <mfrac> <mrow> <msub> <mrow> <mi> c</米我></米row> <mrow> <mn> 2</米n></米row> </msub> </mrow> <mrow> <mn> 4</米n><米我>h</米我></米row> </mfrac> <mspace width="5em"></mspace> <mo stretchy="false"> (</米o> <mn> 10</米n><米o stretchy="false"> )</米o> </math> <div class="clear"></div> </div> <p class="mb0"><a href="#B14">海恩斯et al . (1978)</一个>报道称,当<e米>z</e米><年代ub>2</年代ub>><e米>z</e米><年代ub>3</年代ub>进一步共振发生在奇怪的基频的整数倍(<e米>f</e米><年代ub>0</年代ub>3<e米>f</e米><年代ub>0</年代ub>,5<e米>f</e米><年代ub>0</年代ub>,<e米>等</e米>)。这些共振是清晰的<一个href="#F1">图1 b</一个>和频率计算如下:</p><d我v class="equationImageholder"> <math id="e11"> <mfenced open="(" close=")"> <mrow> <mn> 2</米n><米我>n</米我><米o> +</米o> <mn> 1</米n></米row> </mfenced> <msub> <mrow> <mi> f</米我></米row> <mrow> <mn> 0</米n></米row> </msub> <mo> =</米o> <mfrac> <mrow> <mfenced open="(" close=")"> <mrow> <mn> 2</米n><米我>n</米我><米o> +</米o> <mn> 1</米n></米row> </mfenced> <msub> <mrow> <mi> c</米我></米row> <mrow> <mn> 2</米n></米row> </msub> </mrow> <mrow> <mn> 4</米n><米我>h</米我></米row> </mfrac> <mspace width="5em"></mspace> <mo stretchy="false"> (</米o> <mn> 11</米n><米o stretchy="false"> )</米o> </math> <div class="clear"></div> </div> <p class="mb0">再一次<e米>n</e米>= 0,1,2,3,…奇怪高阶谐波发生在更高的四分之一波长的整数倍。例如,在哪里<e米>n</e米>= 3,</p><d我v class="equationImageholder"> <math id="equ1"> <mtable class="aligned"> <mtr> <mtd columnalign="right"> <mfenced open="(" close=")"> <mrow> <mn> 2</米n><米o> ×</米o> <mn> 3</米n><米o> +</米o> <mn> 1</米n></米row> </mfenced> <msub> <mrow> <mi> f</米我></米row> <mrow> <mn> 0</米n></米row> </msub> </mtd> <mtd columnalign="left"> <mo> =</米o> <mfenced open="(" close=")"> <mrow> <mn> 2</米n><米o> ×</米o> <mn> 3</米n><米o> +</米o> <mn> 1</米n></米row> </mfenced> <msub> <mrow> <mi> c</米我></米row> <mrow> <mn> 2</米n></米row> </msub> <mo> /</米o> <mn> 4</米n><米我>h</米我></米td></米tr> <mtr> <mtd columnalign="right"> <mn> 7</米n><米年代ub> <mrow> <mi> f</米我></米row> <mrow> <mn> 0</米n></米row> </msub> </mtd> <mtd columnalign="left"> <mo> =</米o> <mn> 7</米n><米年代ub> <mrow> <mi> c</米我></米row> <mrow> <mn> 2</米n></米row> </msub> <mo> /</米o> <mn> 4</米n><米我>h</米我></米td></米tr> </mtable> </math> <div class="clear"></div> </div> <p class="mb0">共振的方法已被用于测量固定垫片之间的润滑膜<一个href="#B12">Dwyer-Joyce et al。(2003)</一个>在滚动轴承和水动力电影<一个href="#B32">Zhang et al。(2019)</一个>。<一个href="#B7">陈et al。(2005)</一个>共振的方法用于测量冷凝液体电影显示不同厚度的薄膜的方法是可靠的。<一个href="#B17">Kanja et al。(2021)</一个>一对传感器用于pitch-catch形成创建一个连续的电影中的驻波层。结果显示高水平的准确性,但这种方法需要更多的设备空间的额外的传感器。工作中提出了本文验证了共振法对稀疏石油不同厚度的薄膜。共振法用于评估半月板是否存在,然后量化半月板厚度和长度的进口和出口EHL线接触。这些值然后给的轴承工作条件如何影响这个半月板的形成。</p><一个我d="h3" name="h3"></a> <h2>2材料和设备</h2><h3class="pt0">2.1滚柱轴承试验台</h3><pclass="mb0"><a href="#F2">图2</一个>,从<一个href="#B25">尼古拉斯(2021)</一个>展示了定制平台由英国里卡多公司设计和制造中描述的谢菲尔德大学<一个href="#B16">霍华德(2016)</一个>。钻机房子轴安装NU2244圆柱滚子轴承,内跑道被固定在测试过程中,外层水沟皮带驱动的最大100转每分钟(rpm)。霍尔效应传感器监控的旋转的外跑道测试轴承而纯径向载荷应用于轴<e米>通过</e米>两个联系。负载细胞在每个链接给负载反馈。在测试一个液压油泵美联储调之间的润滑剂,从bottom-dead-centre 60°。油藏和清道夫泵被用来收集和循环给油,轴承有一个常数润滑剂供应。在进口石油泵压力传感器确保有润滑剂流测试期间。对于油脂测试,油泵被除去,1/3的自由空间充满油脂。负载、转速和油泵都通过虚拟仪器接口控制。</p><d我v class="DottedLine"></div> <div class="Imageheaders"> 图2</d我v> <div class="FigureDesc"> <a href="//www.thespel.com/files/Articles/1056950/fmech-08-1056950-HTML/image_m/fmech-08-1056950-g002.jpg" name="Figure2" target="_blank"><img id="F2" alt="www.雷竞技rebatfrontiersin.org" class="lazy" data-src="//www.thespel.com/files/Articles/1056950/fmech-08-1056950-HTML/image_m/fmech-08-1056950-g002.jpg"></a> <p><b>图2</b>。圆柱滚子轴承试验台<b>(一)</b>示意图<b>(B)</b>照片。从<一个href="#B25">尼古拉斯(2021)</一个>。</p></d我v> <div class="clear"></div> <div class="DottedLine"></div> <p class="mb0">的内心的水沟,看到<一个href="#F3">图3一</一个>安装到轴承的载体在轴上。轴承载体加工仪表槽<我nline-formula id="inf1"> <math id="m13"> <mo> ≈</米o> <mn> 10</米n><米text>毫米</米text></米一个th> </inline-formula>宽,<我nline-formula id="inf2"> <math id="m14"> <mo> ≈</米o> <mn> 5</米n><米text>毫米</米text></米一个th> </inline-formula>深,所有传感器用于测试必须健康。这有限的测试裸超声波压电元素。7纵向传感器、保税沿轴轴承的中心位置11毫米远离彼此,都活跃在测试期间。兴奋时,波传播的超声波元素,通过水沟材料和反映内部raceway-roller接触的脸。指导螺栓确保传感器的位置是底部的轴承,在最大负载时辊通过传感器位置。<d我v class="DottedLine"></div> <div class="Imageheaders"> 图3</d我v> <div class="FigureDesc"> <a href="//www.thespel.com/files/Articles/1056950/fmech-08-1056950-HTML/image_m/fmech-08-1056950-g003.jpg" name="Figure3" target="_blank"><img id="F3" alt="www.雷竞技rebatfrontiersin.org" class="lazy" data-src="//www.thespel.com/files/Articles/1056950/fmech-08-1056950-HTML/image_m/fmech-08-1056950-g003.jpg"></a> <b>图3</b>。<b>(一)</b>滚子轴承内滚道与一行超声压电元素检测内部,非接触式的脸<b>(B)</b>超声波的示意图pulser-receiver与插装轴承,改编自<一个href="#B16">霍华德(2016)</一个></d我v> <div class="clear"></div> <div class="DottedLine"></div> <h3 class="pt0">2.2测试润滑剂</h3><pclass="mb0">两个油用于测试,<e米>αSP 320</e米>和粘性越少<e米>Hyspin VG 32</e米>。此外,<e米>人体自燃现象美孚460吨级</e米>油脂进行了测试。通过使用不同粘度的润滑剂,密度和类型(油脂)是可能的调查可能发现半月板的共鸣和对半月板维度的影响。润滑剂属性中可以找到<一个href="#T1">表1</一个>。<d我v class="DottedLine"></div> <div class="Imageheaders"> 表1</d我v> <div class="FigureDesc"> <a href="//www.thespel.com/files/Articles/1056950/fmech-08-1056950-HTML/image_m/fmech-08-1056950-t001.jpg" name="Table1" target="_blank"><img id="T1" alt="www.雷竞技rebatfrontiersin.org" class="lazy" data-src="//www.thespel.com/files/Articles/1056950/fmech-08-1056950-HTML/image_m/fmech-08-1056950-t001.jpg"></a> <b>表1</b>。制造商声明的属性润滑油用于轴承测试。</d我v> <div class="clear"></div> <div class="DottedLine"></div> <h3 class="pt0">2.3超声波测试设备</h3><pclass="mb0">是一个个人电脑使用的超声波检测组件与一个内置超声波脉冲发生器接收机(UPR)激发超声波传感器,使用一个上流社会的浪潮,并记录反射。UPR可以激发元素80 kHz的速度被称为全球脉搏率(GPR)。探地雷达,分8活跃渠道如果使用的所有通道,每个通道脉冲速率可以最多10 kHz。数字转换器记录反射电压100 MHz的速度。由于捕获率高,一个缓冲区用于临时存储记录反映在被永久保存到硬盘。UPR通过虚拟仪器控制计划,允许不同的脉冲宽度,延迟,范围和过滤器应用到每个通道。这允许用户优化激励信号的最大振幅与最宽的带宽。它还使第一反映是降低数据存储记录的要求。<一个href="#F3">图3 b</一个>显示了一个示意图的UPR系统与测试轴承。<一个我d="h4" name="h4"></a> <h2>3实验方法</h2><h3class="pt0">3.1轴承测试方法</h3><pclass="mb0">石油测试由三10 s捕捉加载卸载100 kN增量500 kN,和五个增量20 - 100转每分钟的速度,轴承速度<e米>n</e米>。<e米>d米</e米>6200年年到31000年。通过保持测试时间短,UPR可以记录在高得多的脉搏率而不会填充内部缓冲和数据丢失。k热电偶温度监测石油供应和内心的水沟。<pclass="mb0">对于油脂测试,增加生产阶段的复杂性<一个href="#B22">卢格特曾(2013)</一个>被认为是。400 kn的恒定负载下5磨合阶段被确定为不同的轴承速度。在这些阶段,持续2 h - 5.5 h,传感器活跃(传输和记录反射),5 s,后跟一个25 s解雇。这使得UPR脉冲率高,与石油测试,没有创造太多的数据,将整个测试时间限制。<h3class="pt0">3.2反射分析</h3><h4>3。2。1传感器励磁和记录</h4><pclass="mb0">轴承旋转,UPR顺序是用来激发所有传感器与一个活跃的通道。对于每个UPR通道,传感器是兴奋和反射记录,之前下一个通道是兴奋。通道脉冲速率,赫兹是用户控制和依赖活动通道的数量和捕获的长度。作为<e米>c</e米><年代ub><em>钢</e米></年代ub>∼6<e米>公里</e米>/<e米>年代</e米>和轴承滚道只有19.5毫米厚,这是一个公平的假设通道脉冲率高,不同的轴向传感器记录相对相同的辊径向位置。<h4>3。2。2现场人工引用数据模式</h4><pclass="mb0">解释共振由于半月板,需要获得一个参考信号没有共鸣的地方。理想情况下,这是一个干燥的边界或电影低于共振范围。这种润滑状态之外的自然发生接触和弯月面区域,中间辊。<一个href="#F4">图4</一个>显示了如何<e米>R</e米>4辊经过传感器位置变化。详细介绍了这个情节是如何创建的4.1节中给出,但是这里是值得注意的<e米>R</e米>=1在大部分的情节,指示<一个href="#e1">情商。</一个>有一个大音响不匹配。这个steel-air之间发生,不存在共振。因此,对于轴承引用现场人工参考使用,模式值为每个数据点在一个信号,数据采集,用于人工创建一个引用。这一技术可以发现<一个href="#B16">霍华德(2016)</一个>和<一个href="#B24">尼古拉斯et al。(2021)</一个>。这种方法的好处是,它可以很容易地计算后处理,同时参考计算实测温度,所以没有复杂的校准是必要的。<d我v class="DottedLine"></div> <div class="Imageheaders"> 图4</d我v> <div class="FigureDesc"> <a href="//www.thespel.com/files/Articles/1056950/fmech-08-1056950-HTML/image_m/fmech-08-1056950-g004.jpg" name="Figure4" target="_blank"><img id="F4" alt="www.雷竞技rebatfrontiersin.org" class="lazy" data-src="//www.thespel.com/files/Articles/1056950/fmech-08-1056950-HTML/image_m/fmech-08-1056950-g004.jpg"></a> <b>图4</b>。示意图的discretisation轴承模式单一频域。</d我v> <div class="clear"></div> <div class="DottedLine"></div> <h4>3.2.3测量共振频率</h4><pclass="mb0">对于每一个反射被俘,采取一系列具体的数据操作步骤解释数据。<一个href="#F5">图5一个</一个>显示了一个石油反射振幅相比空气参考的验证测试。信号的振幅降低,由于波传输通过石油层、和延长。振幅变化很小,和根据<一个href="#e1">情商。</一个>层厚度的灵敏度0.95≤之间是有限的<e米>R</e米>≤1,<e米>R</e米>现在和= 1时没有油<e米>R</e米>=0。95时油层足够大于波长。因此,电影的进一步增厚不会造成单调减少<e米>R</e米>。此外,当油膜在超声波波长的大小,<e米>R</e米>没有线性关系与油层厚度,因为干扰,所以确定厚度信号必须在频域分析。<d我v class="DottedLine"></div> <div class="Imageheaders"> 图5</d我v> <div class="FigureDesc"> <a href="//www.thespel.com/files/Articles/1056950/fmech-08-1056950-HTML/image_m/fmech-08-1056950-g005.jpg" name="Figure5" target="_blank"><img id="F5" alt="www.雷竞技rebatfrontiersin.org" class="lazy" data-src="//www.thespel.com/files/Articles/1056950/fmech-08-1056950-HTML/image_m/fmech-08-1056950-g005.jpg"></a> <b>图5</b>。<b>(一)</b>样品记录反射从空气一个油膜和一个参考。<b>(B)</b>在频域反射。<b>(C)</b>计算反射系数,样本信号从一个验证测试。蓝色区域再次显示了一个典型的可用带宽。</d我v> <div class="clear"></div> <div class="DottedLine"></div> 最初,信号在2×10<年代up>10</年代up>点长减少计算时间和提高分辨率在频域。信号然后应用快速傅里叶变换(FFT),这样可以操纵在频域的信号。<一个href="#F5">图5 b</一个>显示了FFT应用于测量和参考信号。振幅又明显减少,但指出,减少不一致在整个带宽。相反,减少更严重<我nline-formula id="inf4"> <math id="m16"> <mo> ≈</米o> <mn> 9.9</米n><米o> ,</米o> <mn> 12.6</米n><米o> ,</米o> <mtext> 和</米text><米n>15.4</米n><米我>米</米我><米我>H</米我><米我>z</米我></米一个th></inline-formula>。一般的波动方程<e米>c</e米>=<e米>λf</e米>显示,<e米>f</e米>∝1 /<e米>λ</e米>所以在整个频率带宽范围广泛的波长表示。更严重的减少频率振幅发生在膜厚度相应波长的四分之一,按<一个href="#e9">Eq。9</一个>。<pclass="mb0">然而,随着声润滑剂和固体之间的不匹配是高,在某些情况下,多数的波能可以在第一个边界反射的差异相比,参考是很难区分的。相反,反射系数可用于评估这些共振。从测量的反射,<e米>R</e米>计算为:<d我v class="equationImageholder"> <math id="e12"> <mi> R</米我><米o> =</米o> <mfrac> <mrow> <msub> <mrow> <mi> 一个</米我></米row> <mrow> <mi mathvariant="italic"> 市场经济地位</米我></米row> </msub> <mfenced open="(" close=")"> <mrow> <mi> f</米我></米row> </mfenced> </mrow> <mrow> <msub> <mrow> <mi> 一个</米我></米row> <mrow> <mi mathvariant="italic"> 裁判</米我></米row> </msub> <mfenced open="(" close=")"> <mrow> <mi> f</米我></米row> </mfenced> </mrow> </mfrac> <mspace width="5em"></mspace> <mo stretchy="false"> (</米o> <mn> 12</米n><米o stretchy="false"> )</米o> </math> <div class="clear"></div> </div> <p class="mb0">在哪里<e米>一个</e米>(<e米>f</e米>)指FFT振幅和下标分别测量和参考信号。<一个href="#F5">图5 c</一个>的计算<e米>R</e米>一个反射,在用蓝色突出显示的可用带宽,有明显的共振下降。在分析,分析了每个反射在频域内定义的带宽,在以下步骤:</p><p年代tyle="margin-left: 2em;text-indent:-0.7em;margin-top: 0em;margin-bottom: 0em;">•第一的反射系数进行了计算<一个href="#e12">Eq。12</一个></p><p年代tyle="margin-left: 2em;text-indent:-0.7em;margin-top: 0em;margin-bottom: 0em;">•的<e米>R</e米>情节倒和峰值检测脚本是用来强调的共振噪音。共振振幅可以随温度改变,轴承自然加热的一个测试,恒峰参数不能用于检测。相反,频域内的所有山峰都被记录下来,和峰值高度和宽度定义的最大峰值检测到,这与共振如果存在。第二次检测通过使用新的标准来消除噪声,只强调共振峰值。</p><p年代tyle="margin-left: 2em;text-indent:-0.7em;margin-top: 0em;margin-bottom: 0em;">•的<e米>我年代outlier</e米>在MATLAB函数被用来过滤掉任何大型噪声峰值,或“双底”由于剪切运动,这也被观察到<一个href="#B26">Pialucha et al。(1989)</一个>。</p><p年代tyle="margin-left: 2em;text-indent:-0.7em;margin-top: 0em;margin-bottom: 0em;">•最后,共振检测到的数量是有限的2 - 10所示。这样做是需要至少2峰来计算<e米>f</e米><年代ub>0</年代ub>正如3.3节所解释的,如果<我nline-formula id="inf5"> <math> <mo> ></米o> <mn> 10</米n></米一个th></我nline-formula>山峰被检测到,这可能是一个失败的脚本,由于噪声峰值。•如果反映察觉共振由于噪音,缺乏时油膜捕获,或者一个油膜以外的检测范围内,一系列的<e米>如果</e米>认为这一个NaN值的函数。<h4>3。2。4计算膜厚度</h4><pclass="mb0">我们发现有一个问题只有从可用带宽测量困难知道共振的顺序已经被俘。例如,第一个共振不一定是捕获<e米>f</e米><年代ub>0</年代ub>这意味着<一个href="#e11">Eq。11</一个>很难应用。然而,如果带宽足够大,至少有两个共振俘获,意味着共振频率差别<我nline-formula id="inf6"> <math id="m19"> <mrow> <mover accent="true"> <mrow> <mi mathvariant="normal"> Δ</米我><米我>f</米我></米row> <mo> ̄</米o> </mover> </mrow> <mo> =</米o> <mn> 2</米n><米年代ub> <mrow> <mi> f</米我></米row> <mrow> <mn> 0</米n></米row> </msub> </math> </inline-formula>。可以替换成频率不同<一个href="#e8">情商。</一个>更实用的<一个href="#e13">Eq。13</一个>这可以应用到保存的数据。因此有利于有很大的带宽,捕获的更多的共鸣,更准确的计算<e米>f</e米><年代ub>0</年代ub>变成了。</p><d我v class="equationImageholder"> <math id="e13"> <mi> h</米我><米o> =</米o> <mfrac> <mrow> <msub> <mrow> <mi> C</米我></米row> <mrow> <mn> 2</米n></米row> </msub> </mrow> <mrow> <mn> 2</米n><米row> <mover accent="true"> <mrow> <mi mathvariant="normal"> Δ</米我><米我>f</米我></米row> <mo> ̄</米o> </mover> </mrow> </mrow> </mfrac> <mspace width="5em"></mspace> <mo stretchy="false"> (</米o> <mn> 13</米n><米o stretchy="false"> )</米o> </math> <div class="clear"></div> </div> <p class="indent"></p> <h3 class="pt0">3.3测量的局限性,区间和不确定性</h3><pclass="mb0">共振法的限制和精度是很难定义的<一个href="#e13">Eq。13</一个>频率测量不仅有依赖性,而且通过声速值。声速的影响通过几件事情,如温度、压力和曝气计算这些参数的测量不确定性,很难衡量<e米>原位</e米>应该估计在个案基础上。然而,共振检测是普遍的,无论应用程序。</p><pclass="mb0">为很薄的电影,<e米>f</e米><年代ub>0</年代ub>也会变得越来越大,需要的带宽捕获多个共振,所以只有一个共振可能被记录下来。在这种情况下<一个href="#B7">陈et al。(2005)</一个>表明没有其他共振探测,可以认为是一个共振<e米>f</e米><年代ub>0</年代ub>。然而,这并不适用于所有的带宽(<e米>BW</e米>)。比如一个典型的10赫兹的带宽传感器5 MHz至15 MHz。如果<e米>f</e米><年代ub>0</年代ub>= 4兆赫,这种共振不会被探测到,只有3<e米>f</e米><年代ub>0</年代ub>= 12 MHz带宽。如果这是错误的假设<e米>f</e米><年代ub>0</年代ub>,厚度测量将1/3倍。</p><pclass="mb0">为了解决这个问题,作者提出两个条件必须满足,以确保一个观察到共振<e米>f</e米><年代ub><em>r</e米></年代ub>奇怪的基本频率和不是一个高阶谐波:</p><d我v class="equationImageholder"> <math id="e14"> <msub> <mrow> <mi> f</米我></米row> <mrow> <mi> r</米我></米row> </msub> <mo> ≤</米o> <mfrac> <mrow> <mi> B</米我><米年代ub> <mrow> <mi> W</米我></米row> <mrow> <mi mathvariant="italic"> 马克斯</米我></米row> </msub> <mo> −</米o> <mi> B</米我><米我>W</米我><米我米一个thvariant="italic"> 最小值</米我></米row> <mrow> <mn> 2</米n></米row> </mfrac> <mspace width="5em"></mspace> <mo stretchy="false"> (</米o> <mn> 14</米n><米o stretchy="false"> )</米o> </math> <div class="clear"></div> </div> <div class="equationImageholder"> <math id="e15"> <mfrac> <mrow> <msub> <mrow> <mi> f</米我></米row> <mrow> <mi> r</米我></米row> </msub> </mrow> <mrow> <mn> 3</米n></米row> </mfrac> <mo> ≥</米o> <mi> B</米我><米我>W</米我><米我米一个thvariant="italic"> 最小值</米我><米年代p一个cewidth="5em"></mspace> <mo stretchy="false"> (</米o> <mn> 15</米n><米o stretchy="false"> )</米o> </math> <div class="clear"></div> </div> <p class="mb0">如果条件满足,那么就认为<e米>f</e米><年代ub><em>r</e米></年代ub>=<e米>f</e米><年代ub>0</年代ub>。然而,如果条件不能满足,不能做出的假设,至少2必须记录和共鸣<我nline-formula id="inf7"> <math id="m23"> <mrow> <mover accent="true"> <mrow> <mi mathvariant="normal"> Δ</米我><米我>f</米我></米row> <mo> ̄</米o> </mover> </mrow> </math> </inline-formula>计算中使用<一个href="#e13">Eq。13</一个>厚度计算。100年<e米>μ</e米>电影在<一个href="#F1">图1 b</一个>是一个例子,当测量带宽内的单谐振不能认为是吗<e米>f</e米><年代ub>0</年代ub>。</p><h4>3。3。1最低可检测膜厚度</h4><pclass="mb0">在所有自动化分析的标准完成<一个href="#e14">方程式14</一个>,<一个href="#e15">15</一个>不能满足,这意味着两个共振是必需的,因此谐波可以最低的是3<e米>f</e米><年代ub>0</年代ub>和5<e米>f</e米><年代ub>0</年代ub>。最低可检测膜厚度<e米>h</e米><年代ub>最小值</年代ub>因此,发生在<e米>f</e米><年代ub>0</年代ub>是最高的可能而3<e米>f</e米><年代ub>0</年代ub>和5<e米>f</e米><年代ub>0</年代ub>仍在带宽。这是当:</p><d我v class="equationImageholder"> <math id="e16"> <mtable class="aligned"> <mtr> <mtd columnalign="right"> <mn> 5</米n><米年代ub> <mrow> <mi> f</米我></米row> <mrow> <mn> 0</米n></米row> </msub> </mtd> <mtd columnalign="left"> <mo> =</米o> <mi> B</米我><米年代ub> <mrow> <mi> W</米我></米row> <mrow> <mi mathvariant="italic"> 马克斯</米我></米row> </msub> <mo> −</米o> <mi> d</米我><米我>f</米我></米td></米tr> <mtr> <mtd columnalign="right"> <mo> ∴</米o> <msub> <mrow> <mi> f</米我></米row> <mrow> <msub> <mrow> <mi> 0</米我></米row> <mrow> <mi mathvariant="italic"> 马克斯</米我></米row> </msub> </mrow> </msub> </mtd> <mtd columnalign="left"> <mo> =</米o> <mfrac> <mrow> <mi> B</米我><米年代ub> <mrow> <mi> W</米我></米row> <mrow> <mi mathvariant="italic"> 马克斯</米我></米row> </msub> <mo> −</米o> <mi> d</米我><米我>f</米我></米row> <mrow> <mn> 5</米n></米row> </mfrac> </mtd> </mtr> </mtable> <mspace width="5em"></mspace> <mo stretchy="false"> (</米o> <mn> 16</米n><米o stretchy="false"> )</米o> </math> <div class="clear"></div> </div> <p class="mb0">在哪里<e米>df</e米>频率空间分辨率吗<我nline-formula id="inf8"> <math id="m25"> <mo> ≈</米o> <mn> 0.01</米n><米text>兆赫</米text></米一个th> </inline-formula>轴承的测试。这一定是减去<e米>BW</e米><年代ub>马克斯</年代ub>所以一个能被探测到的峰值。作为<我nline-formula id="inf9"> <math id="m26"> <mi> h</米我><米o> =</米o> <mi mathvariant="normal"> f</米我><米row> <mo stretchy="false"> (</米o> <mrow> <mi> c</米我><米o> ,</米o> <mfrac> <mrow> <mn> 1</米n></米row> <mrow> <msub> <mrow> <mi> f</米我></米row> <mrow> <mn> 0</米n></米row> </msub> </mrow> </mfrac> </mrow> <mo stretchy="false"> )</米o> </mrow> </math> </inline-formula>和<e米>c</e米>=<e米>f</e米>(温度),<e米>h</e米><年代ub>最小值</年代ub>随温度增加。<一个href="#F6">图6</一个>显示了最小膜厚的变化<e米>αSP VG 320</e米>随着共振频率的增加,保守−6 db带宽应用。最小可探测的电影是141<e米>μ</e米>米在20°<e米>C</e米>和119年<e米>μ</e米>在100°<e米>C</e米>但这情节是非常相似的对大多数油作为声速值在大多数类似的成绩。</p><d我v class="DottedLine"></div> <div class="Imageheaders"> 图6</d我v> <div class="FigureDesc"> <a href="//www.thespel.com/files/Articles/1056950/fmech-08-1056950-HTML/image_m/fmech-08-1056950-g006.jpg" name="Figure6" target="_blank"><img id="F6" alt="www.雷竞技rebatfrontiersin.org" class="lazy" data-src="//www.thespel.com/files/Articles/1056950/fmech-08-1056950-HTML/image_m/fmech-08-1056950-g006.jpg"></a> <p><b>图6</b>。比较测量厚度和间隔越来越基本共振频率<b>(一)</b>两个极端温度<b>(B)</b>不同级别的信号在20°填充<e米>C</e米>。</p></d我v> <div class="clear"></div> <div class="DottedLine"></div> <h4>3.3.2最大膜厚度</h4><pclass="mb0">最大的可检测膜厚度使用共振法测量是不像有一个关键的重叠TOF法。厚膜与基频较低,因此紧密联合共振。因此,频率discretisation决定膜厚度的上限<e米>h</e米><年代ub>马克斯</年代ub>。对于这个工作,10个共振峰之间的数据点被认为可接受的决议,给予足够的厚膜的测量时间间隔。</p><h4>3。3。3测量时间间隔</h4><pclass="mb0">频率空间分辨率<我nline-formula id="inf10"> <math id="m27"> <mo> ≈</米o> <mn> 0.01</米n><米text>兆赫</米text></米一个th> </inline-formula>,所以共振测量精度±0.01 MHz。通过<一个href="#e13">Eq。13</一个>,很明显<e米>h</e米>∝1 /<e米>f</e米><年代ub>0</年代ub>。因此,薄膜,<e米>f</e米><年代ub>0</年代ub>大,导致<e米>df</e米>作为一个小的百分比值,从而减少测量时间间隔。较厚的电影,<e米>f</e米><年代ub>0</年代ub>很小,因此测量间隔大。<一个href="#F6">图6</一个>块模型膜厚度随越来越共振20°<e米>C</e米>和100°<e米>C</e米>。颜色块封装线显示了潜在的最小和最大电影,共振频率的精密测量。如前所述,这随变薄的电影。<pclass="mb0">测量时间间隔可以通过补零记录反射改进之前完成FFT。这并不改变真正的决议,但插值允许检测更接近实际的共鸣。<一个href="#F6">图6 b</一个>进一步表明,通过填充信号,提高频率分辨率,因此测量间隔却降低了。也用同样的标准的最小数量的数据点之间的共鸣,填充允许信号检测厚电影可以观察到共振频率差异小。<h3class="pt0">3.4验证共振frequency-Thickness关系</h3><pclass="mb0">验证的压电传感器能够观察到油膜共振,这种现象在一个简单的调查油滴扩散。铝制板,检测10 MHz超声传感器和热电偶,有水滴不同粘度的油放在板中心对应的传感器的位置,而被允许流畅通无阻。两个牛顿标定油被用于实验,<e米>大炮S3</e米>和更多的粘性<e米>大炮N10</e米>。<一个href="#F7">图7</一个>展示了一个示意性的测试设置。随着石油运行,膜厚度减少,所以层测量随着时间的推移变得更薄。在测试期间,传感器不断兴奋,产生超声波,与石油层交互,然后“听”的反思,在一个回波脉冲配置。使用的超声波测试设备是一个紧凑的低电压版本的UPR工具包用于轴承的测试。<d我v class="DottedLine"></div> <div class="Imageheaders"> 图7</d我v> <div class="FigureDesc"> <a href="//www.thespel.com/files/Articles/1056950/fmech-08-1056950-HTML/image_m/fmech-08-1056950-g007.jpg" name="Figure7" target="_blank"><img id="F7" alt="www.雷竞技rebatfrontiersin.org" class="lazy" data-src="//www.thespel.com/files/Articles/1056950/fmech-08-1056950-HTML/image_m/fmech-08-1056950-g007.jpg"></a> <b>图7</b>。薄油滴实验的示意图。</d我v> <div class="clear"></div> <div class="DottedLine"></div> <a href="#F8">图8</一个>情节(a)和(c)显示在单一频率的反射系数<我nline-formula id="inf11"> <math id="m28"> <mo> ≈</米o> <mn> 11.5</米n><米text>兆赫</米text></米一个th> </inline-formula>。随着石油变薄,膜厚度经过不同的四分之一波长的整数倍,导致油层的共振,因此反射系数的下降。共振发生在(a)靠近石油少粘性,所以很快变薄。(c)共振发生在很长一段时间随着石油慢变薄,也有一个多变量模式。这是归因于剪切的润滑剂<一个href="#B26">Pialucha et al。(1989)</一个>。情节(b)和(d)显示谱图分析相同的油变薄。通过分析在时间和频率域,同时稀释油可以形象地表现为横向共振边缘。作为一个石油利差,<e米>h</e米>减少,所以<我nline-formula id="inf12"> <math id="m29"> <mrow> <mover accent="true"> <mrow> <mi mathvariant="normal"> Δ</米我><米我>f</米我></米row> <mo> ̄</米o> </mover> </mrow> </math> </inline-formula>随着时间的推移增加。情节(a)和(c)本质上是通过声音(水平切片,和观察到的频率被虚线。</p><d我v class="DottedLine"></div> <div class="Imageheaders"> 图8</d我v> <div class="FigureDesc"> <a href="//www.thespel.com/files/Articles/1056950/fmech-08-1056950-HTML/image_m/fmech-08-1056950-g008.jpg" name="Figure8" target="_blank"><img id="F8" alt="www.雷竞技rebatfrontiersin.org" class="lazy" data-src="//www.thespel.com/files/Articles/1056950/fmech-08-1056950-HTML/image_m/fmech-08-1056950-g008.jpg"></a> <p><b>图8</b>。<b>(一个,C)</b>单一频率的分析分别s3和n10油。情节<b>(B,D)</b>石油的地图显示谱图相同的油。</p></d我v> <div class="clear"></div> <div class="DottedLine"></div> <p class="mb0"><a href="#F9">图9</一个>显示了超声波测量粘度的稀释油滴油。在最初的倒影,油滴是厚的,并且因此是可衡量的只有TOF法建立了良好声誉。随着电影继续瘦,反射前后面临的石油层重叠和TOF变得不可用,但共振技术仍然是适用的。对于粘性s3石油越少,发生在过渡<我nline-formula id="inf13"> <math id="m30"> <mo> ≈</米o> <mn> 20.</米n><米text>年代</米text></米一个th> </inline-formula>当这部电影是300年<e米>μ</e米>米厚。油膜测量到112<e米>μ</e米>米之后,电影变得太薄,无法与这个特定的传感器检测。n10粘性油的转变才会发生<我nline-formula id="inf14"> <math id="m31"> <mo> ≈</米o> <mn> 80年</米n><米text>年代</米text></米一个th> </inline-formula>,油膜测量的完整时间测试。因此,它显示的基本共振膜厚度有关,和共振方法能够测量表面油的电影。<d我v class="DottedLine"></div> <div class="Imageheaders"> 图9</d我v> <div class="FigureDesc"> <a href="//www.thespel.com/files/Articles/1056950/fmech-08-1056950-HTML/image_m/fmech-08-1056950-g009.jpg" name="Figure9" target="_blank"><img id="F9" alt="www.雷竞技rebatfrontiersin.org" class="lazy" data-src="//www.thespel.com/files/Articles/1056950/fmech-08-1056950-HTML/image_m/fmech-08-1056950-g009.jpg"></a> <b>图9</b>。膜厚度变薄油滴通过测量飞行时间和共振方法。</d我v> <div class="clear"></div> <div class="DottedLine"></div> <a id="h5" name="h5"></a> <h2>4的结果</h2><h3class="pt0">4.1的观察半月板</h3><pclass="mb0"><a href="#F4">图4</一个>展示了反射系数,计算<一个href="#e12">Eq。12</一个>变化4辊通过压电元素的位置。用蓝色突出显示的接触区,两侧是进口和出口半月板,哪里有一个明确的变化<e米>R</e米>=1,<e米>R</e米>≈0。95由于润滑剂半月板的存在。这种类型的情节显示半月板的存在,但灵敏度1⪆之间是有限的<e米>R</e米>⪆0.95,形状,长度和厚度不能形象化。<pclass="mb0">相反,相似的谱图<一个href="#F8">图8 b, D</一个>可以通过叠加在一起的所有反射情节,喜欢的人吗<一个href="#F4">图4</一个>,在不同的带宽频率。<一个href="#F10">图10</一个>显示了一个示例声谱图一个滚子接触一个进口和出口半月板,情节的强度在哪里<e米>R</e米>。情节的强度0.95≤之间是有限的<e米>R</e米>≤1。00改善谐振周围的对比<e米>R</e米>值。4个不同的场景:突出显示区域1。红色:在接触和半月板很少油存在的地区,所以这里没有可以看到共鸣2。黄色:入口区水平黑暗边缘显示共振发生的地方。靠近接触,边缘变得近了。这表明<e米>f</e米><年代ub>0</年代ub>减少,因此膜增厚到接触。3所示。蓝色:这是接触区哪里有垂直,黑补丁自反射系数很低。油太薄产生共鸣,所以不能进行厚度测量<e米>通过</e米>共振分析。薄竖线也表明干扰在入口和出口的接触,由于轴承几何中复杂的影响<一个href="#B16">霍华德(2016)</一个>。这些干涉条纹影响共振感兴趣的边缘,所以很难膜厚度测量在这个区。4所示。格林:这是出口弯月面区域,对立的入口区域,显示水平边缘蔓延。这表明增加<e米>f</e米><年代ub>0</年代ub>因此电影稀释对辊之间的干旱地区。<d我v class="DottedLine"></div> <div class="Imageheaders"> 图10</d我v> <div class="FigureDesc"> <a href="//www.thespel.com/files/Articles/1056950/fmech-08-1056950-HTML/image_m/fmech-08-1056950-g010.jpg" name="Figure10" target="_blank"><img id="F10" alt="www.雷竞技rebatfrontiersin.org" class="lazy" data-src="//www.thespel.com/files/Articles/1056950/fmech-08-1056950-HTML/image_m/fmech-08-1056950-g010.jpg"></a> <b>图10</b>。<b>(一)</b>强度的反射系数谱图<b>(B)</b>同样的情节估计频率值表明膜厚度。</d我v> <div class="clear"></div> <div class="DottedLine"></div> <a href="#F10">图10 b</一个>画了眼睛共振,单一反射<我nline-formula id="inf15"> <math id="m32"> <mrow> <mover accent="true"> <mrow> <mi mathvariant="normal"> Δ</米我><米我>f</米我></米row> <mo> ̄</米o> </mover> </mrow> </math> </inline-formula>已经测量了整个频率范围,从膜厚度计算使用<一个href="#e13">Eq。13</一个>。很明显,增厚发生在联系人条目和稀释在出口处发生。</p><pclass="mb0">值得注意的是,跳之间的共振频率最小值并不总是准确的,因为它是在理论上,这就是为什么它是重要的计算<我nline-formula id="inf16"> <math id="m33"> <mrow> <mover accent="true"> <mrow> <mi mathvariant="normal"> Δ</米我><米我>f</米我></米row> <mo> ̄</米o> </mover> </mrow> </math> </inline-formula>。有两个可能原因偏差。第一个是超声波检测设备的数字化率过低,这意味着信号填充增加决议“附近”真正的共鸣,而不是在共振。第二是一个传感器测量区域内膜厚度不均匀,即共振来自多个电影被检测到。如果一个非常类似的电影振幅,如半月板进口电影成长为联系人,共振最小值可能是模糊的和/或转移。如果是这样的话,平均频率跳仍然是一个适当的方法量化平均膜厚。无论如何,这两个因素应该探索在未来工作。</p><h3class="pt0">4.2石油</h3><pclass="mb0">应用共振图3.2.3节的检测方法,<一个href="#F11">图11</一个>显示了VG的比较单一的半月板320年石油<一个href="#F11">图11</一个>100rp米和<一个href="#F11">图11 b</一个>40rp米。对于大多数测量在水湾有一个清晰的、一致的半月板模式。然而,远离接触模式成为噪声很大,表明这个地区的油膜低于最低可检测阈值,但仍有一些噪声峰值被发现导致脚本输出一个厚度值。因此,可以认为在这些领域相比,这部电影是非常薄的测量半月板。比较案例a和b,厚度值出现非常相似,然而可检测半月板长度的进口和出口都是短轴承速度较高的情况。在测试之间,有一个温度变化<我nline-formula id="inf17"> <math id="m34"> <mo> <</米o> <mn> 1</米n><米o> °</米o> </math> </inline-formula>和负载是相同的。因此,轴承速度缩短效应的主导因素。有可能的是,在轴承速度越高,油不能在辊快速流通,和更多的石油从跟踪一扫而空,这意味着减少石油的可用性在进口和出口处标联系人。</p><d我v class="DottedLine"></div> <div class="Imageheaders"> 图11</d我v> <div class="FigureDesc"> <a href="//www.thespel.com/files/Articles/1056950/fmech-08-1056950-HTML/image_m/fmech-08-1056950-g011.jpg" name="Figure11" target="_blank"><img id="F11" alt="www.雷竞技rebatfrontiersin.org" class="lazy" data-src="//www.thespel.com/files/Articles/1056950/fmech-08-1056950-HTML/image_m/fmech-08-1056950-g011.jpg"></a> <p><b>图11</b>。比较联系出入境半月板厚度和长度320 VG油润滑轴承<b>(一)</b>100转,<e米>n</e米>。<e米>d</e米><年代ub><em>米</e米></年代ub>000年= 31日<b>(B)</b>40 rpm,<e米>n</e米>。<e米>d</e米><年代ub><em>米</e米></年代ub>= 12,400。</p></d我v> <div class="clear"></div> <div class="DottedLine"></div> <p class="mb0"><a href="#F12">图12</一个>显示了一个比较2的入口半月板记录在一个单一的10年代时期。他们似乎显示两个相互冲突的模式,)非常薄,然后成长为入口,和b)厚,薄到入口。<一个href="#F12">图12 b</一个>更具代表性的标准测试用例。这些结果来自VG 20岁320年石油rpm和500 kn。虽然不是弯月面形状的潜在影响润滑油膜是超出了本文的范围,明确超声检测这些变化有可能如果这样一个协会在未来被定义。</p><d我v class="DottedLine"></div> <div class="Imageheaders"> 图12</d我v> <div class="FigureDesc"> <a href="//www.thespel.com/files/Articles/1056950/fmech-08-1056950-HTML/image_m/fmech-08-1056950-g012.jpg" name="Figure12" target="_blank"><img id="F12" alt="www.雷竞技rebatfrontiersin.org" class="lazy" data-src="//www.thespel.com/files/Articles/1056950/fmech-08-1056950-HTML/image_m/fmech-08-1056950-g012.jpg"></a> <p><b>图12</b>。进口的油润滑轴承半月板模式100 rpm (<e米>n</e米>。<e米>d</e米><年代ub><em>米</e米></年代ub>000年= 31日),500 kN<b>(一)</b>十辊通过<b>(B)</b>19辊通过。</p></d我v> <div class="clear"></div> <div class="DottedLine"></div> <p class="mb0"><a href="#F13">图13</一个>显示了一个通过相同的比较单一的滚子轴承速度和负载条件下,320 VG和VG 32油润滑。一阶多项式已经绘制了简单的比较。虽然这是一个比较的一个滚轮,可以看出,低粘度油不开发一样厚的电影联系进口高粘度油。<一个href="#B28">Svoboda et al。(2013)</一个>发现厚进口电影导致更大的接触分离,和<一个href="#B8">克鲁克(1961)</一个>发现接触膜厚度增加粘度增加进口。<一个href="#F13">图13</一个>因此建议高粘度油分离创造更多接触,生成厚电影联系进口。</p><d我v class="DottedLine"></div> <div class="Imageheaders"> 图13</d我v> <div class="FigureDesc"> <a href="//www.thespel.com/files/Articles/1056950/fmech-08-1056950-HTML/image_m/fmech-08-1056950-g013.jpg" name="Figure13" target="_blank"><img id="F13" alt="www.雷竞技rebatfrontiersin.org" class="lazy" data-src="//www.thespel.com/files/Articles/1056950/fmech-08-1056950-HTML/image_m/fmech-08-1056950-g013.jpg"></a> <p><b>图13</b>。半月板的模式<e米>VG 320</e米>和<e米>VG 32</e米>油润滑轴承的接触<b>(一)</b>入口<b>(B)</b>出口。</p></d我v> <div class="clear"></div> <div class="DottedLine"></div> <h3 class="pt0">4.3脂</h3><pclass="mb0">超声波测量拍摄的油脂润滑在初始生产阶段。在生产新鲜油脂纤维严重破坏,轴承开始挨饿<一个href="#B22">卢格特曾(2013)</一个>。<一个href="#F14">图14</一个>在固定负载下显示了弯月面形状变化和速度,但捕获在四个不同的时间启动后在生产阶段。观察从(a)到(d),油脂是工作,有一个弯月面长度的缩短接触入口,这是与饥饿有关,表明超声波传感器可以观察润滑脂生产。情节(d),总生产时间的58%,没有检测到半月板在进口,而只存在噪声。这并不一定意味着一个半月板不存在,只是,如果有,它比最小可测值,薄290左右<e米>μ</e米>米的油脂测试。</p><d我v class="DottedLine"></div> <div class="Imageheaders"> 图14</d我v> <div class="FigureDesc"> <a href="//www.thespel.com/files/Articles/1056950/fmech-08-1056950-HTML/image_m/fmech-08-1056950-g014.jpg" name="Figure14" target="_blank"><img id="F14" alt="www.雷竞技rebatfrontiersin.org" class="lazy" data-src="//www.thespel.com/files/Articles/1056950/fmech-08-1056950-HTML/image_m/fmech-08-1056950-g014.jpg"></a> <p><b>图14</b>。比较联系出入境半月板厚度和长度为460 WT润滑脂润滑轴承<b>(一)</b>7%<b>(B)</b>15%<b>(C)</b>22%<b>(D)</b>总生产时间的58%。</p></d我v> <div class="clear"></div> <div class="DottedLine"></div> <p class="mb0">缩短的出口半月板显示了类似的模式,在(c)和生产时间的22%,出口半月板没有观察到。然而,在(d)在生产时间的58%,一个出口发现半月板,表明半月板复苏期间生产是可观测的。</p><一个我d="h6" name="h6"></a> <h2>5讨论</h2><pclass="mb15">从显示的以前的结果,裸露的压电超声波传感器演示能力导致润滑剂电影共振,在进入和退出一个滚动体接触,并记录这些共振发生的频率。策划的共振谱图可以很容易推断在旋转润滑剂正在做什么:</p><p年代tyle="margin-left: 2em;text-indent:-0.7em;margin-top: 0em;margin-bottom: 0em;">•边缘收紧显示减少<e米>f</e米><年代ub>0</年代ub>值,表明膜增厚。</p><p年代tyle="margin-left: 2em;text-indent:-0.7em;margin-top: 0em;margin-bottom: 0em;">•边缘显示增加蔓延<e米>f</e米><年代ub>0</年代ub>值,表明膜变薄。</p><p年代tyle="margin-left: 2em;text-indent:-0.7em;margin-top: 0em;margin-bottom: 0em;">•边缘与一个常数共振差距显示一个常数<e米>f</e米><年代ub>0</年代ub>值,表明薄膜的厚度一致。</p><pclass="mb15">不管任何进一步的数据分析,声音本身有潜力成为一个有用的定性工具首先识别半月板的存在,然后推断其增长/损耗。</p><pclass="mb15">共振存在两种油脂层。这表明两种润滑剂类型能够发射超声波,和没有润滑剂测试衰减特性,使共振方法无法使用。作为油脂的声阻抗大于空气,共振所示将始终遵循<一个href="#e8">方程式8</一个>,<一个href="#e9">9</一个>。如果声速的润滑剂,计算从一个简单的标定实验,和超声波数字化率和带宽是足够大,那么就可以计算出膜厚度。</p><pclass="mb15">这让质疑厚度共振方法的局限性。在这项研究中,只有纵向传感器的中心频率10 mhz被使用,这显然限制了带宽范围内,根据3.3节和可度量的膜厚度。然而,它可能在未来的工作中使用传感器对不同的中心频率(例如5 MHz和10 MHz),并针带宽在后处理大大增加总带宽范围。一个高频共振可以记录,它是已知的<e米>f</e米><年代ub>0</年代ub>由于缺乏其他共振的带宽如果条件<一个href="#e14">Eq。14</一个>或<一个href="#e15">Eq。15</一个>得到满足。虽然这最小厚度值取决于声音的速度通过润滑剂,它是可行的,电影20<e米>μ</e米>可以使用这种方法测量范围。然而,在这项工作我们仅限于使用2共振,所以最低可检测的电影是在141年20°<e米>C</e米>在100°和119<e米>C</e米>石油,295年20°<e米>C</e米>在100°和290<e米>C</e米>油脂。</p><pclass="mb15">计算膜厚度取决于测量共振频率,还通过润滑剂根据声速<一个href="#e13">Eq。13</一个>。润滑脂的一个警告是音速校准测量进行新鲜,大量油脂。然而,它是建立在生产,石油释放油脂。声速是密度的函数,失血过多油脂会有不同<e米>c</e米>价值比新鲜的油和油脂。然而,这种差异只影响变稠的计算,而不是纯粹的长度计算依赖共振检测。</p><一个我d="h7" name="h7"></a> <h2>6结论</h2><pclass="mb15">这项工作提出了新颖的应用超声波谐振方法生长和减少润滑剂的电影,在亚毫米范围,发生在滚动轴承接触的入口和出口。当润滑膜厚度等于四分之一的超声波波长传输和反射波之间的干涉油层造成记录反射振幅减少,相应的共振。因此,这些共振发生的频率与膜厚度。介绍工作,弯月面形状变化随轴承速度、润滑剂类型和在固定的位置,即使不断的试验条件。测量半月板电影之间<我nline-formula id="inf18"> <math id="m35"> <mo> ≈</米o> <mn> 200年</米n><米年代p一个cewidth="0.17em"></mspace> <mi> μ</米我><米我米一个thvariant="normal"> 米</米我></米一个th></inline-formula>来<我nline-formula id="inf19"> <math id="m36"> <mo> ≈</米o> <mn> 900年</米n><米年代p一个cewidth="0.17em"></mspace> <mi> μ</米我><米我米一个thvariant="normal"> 米</米我></米一个th></inline-formula>。不同地区的接触,如入口、出口和干旱的联系人之间的跑道已经被观察到<e米>通过</e米>的存在共振时观察半月板声谱图。在油脂润滑的轴承测量电影缩短接触入口在生产阶段。</p><pclass="mb15">这个工作的未来不仅仅是观察半月板的长度和厚度的变化,但量化和理解如何以及为什么他们不同。半月板维度的重要性在文学<一个href="#B31">Wolveridge et al。(1970)</一个>,是很难测量参数。提出工作奠定了基础,有可能采取的一种新方法<e米>原位</e米>弯月面测量操作轴承。这将是有益的对于维护的目的,在检测轴承的早期休闲饥饿,以及调查的基础油脂流动测试轴承没有修改,可能会改变轴承运动学。</p><一个我d="h8" name="h8"></a> <h2>数据可用性声明</h2><pclass="mb15">在这项研究中提出的数据集可以在网上找到存储库。库的名称/存储库和加入数量(s)可以找到如下:ORDA<一个href="https://doi.org/10.15131/shef.data.c.6216734.v1">https://doi.org/10.15131/shef.data.c.6216734.v1</一个>。</p><一个我d="h9" name="h9"></a> <h2>作者的贡献</h2><pclass="mb0">工作组进行了实验,完成了数据分析和写了初稿的手稿。RSD-J提供专家指导和知识过程中方向的工作。所有作者的贡献对手稿修改,批准最终提交的手稿。</p><一个我d="h10" name="h10"></a> <h2>资金</h2><pclass="mb0">作者要感谢铁姆肯公司共同资助公司的金融支持这项工作,也愿意承认工程和物理科学研究理事会资助通过RDJ Tribo-Acoustic传感器EP / N016483/1和奖学金的博士训练中心综合摩擦学EP / L01629X / 1。对开放存取的目的,作者应用Creative Commons归因(CC)执照任何作者接受手稿版本出现。</p><一个我d="h11" name="h11"></a> <h2>确认</h2><pclass="mb03">作者要感谢本杰明·克拉克博士和加里·尼古拉斯博士帮忙插装和组装测试轴承。作者特别愿意承认博士的帮助和建议比尔Hannon铁姆肯公司的整个工作指导。</p><一个我d="h12" name="h12"></a> <h2>的利益冲突</h2><pclass="mb0">作者声明,这项研究是在没有进行任何商业或财务关系可能被视为一个潜在的利益冲突。</p><一个我d="h13" name="h13"></a> <h2>出版商的注意</h2><pclass="mb15">本文表达的所有索赔仅代表作者,不一定代表的附属组织,或出版商、编辑和审稿人。任何产品,可以评估在这篇文章中,或声称,可能是由其制造商,不保证或认可的出版商。</p><一个我d="h14" name="h14"></a> <h2>引用</h2><d我v class="References"> <p class="ReferencesCopy1"><a name="B1" id="B1"></a>Brekhovskikh, l . m . 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Soc。Lond。爵士。答:数学。理论物理。科学。</e米>291年,520 - 536。doi: 10.1098 / rspa.1966.0112</p><pclass="ReferencesCopy2"><a href="https://doi.org/10.1098/rspa.1966.0112">CrossRef全文</一个>|<一个href="https://scholar.google.com/scholar?hl=en&as_sdt=0%2C5&q=Theoretical+and+experimental+studies+of+the+oil+film+in+lubricated+point+contact&btnG=">谷歌学术搜索</一个></p></d我v> <div class="References"> <p class="ReferencesCopy1"><a name="B3" id="B3"></a>在校园里,P。,和Lubrecht, A。(1999)。分析滚动轴承的油脂润滑机制。<e米>Lubr。科学。</e米>11日,227 - 245。doi: 10.1002 / ls.3010110303</p><pclass="ReferencesCopy2"><a href="https://doi.org/10.1002/ls.3010110303">CrossRef全文</一个>|<一个href="https://scholar.google.com/scholar?hl=en&as_sdt=0%2C5&q=An+analysis+of+the+mechanisms+of+grease+lubrication+in+rolling+element+bearings&btnG=">谷歌学术搜索</一个></p></d我v> <div class="References"> <p class="ReferencesCopy1"><a name="B4" id="B4"></a>岑,H。,和Lugt, P. M. (2019). 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