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摩擦學(xué)研究者致力于潤滑機制的研究，通過計算獲得潤滑狀態(tài)的基本規(guī)律，而潤滑工程師通過潤滑參數(shù)設(shè)計保證摩擦副的性能與壽命，但真實機器摩擦部件中的動態(tài)油膜厚度及其分布極難獲得。聚焦上述工程應(yīng)用瓶頸，本書系統(tǒng)地展示了機械裝備關(guān)鍵摩擦副潤滑膜厚度的超聲在機測量技術(shù)，力圖將摩擦學(xué)潤滑理論設(shè)計向?qū)嶋H運行狀態(tài)延伸，構(gòu)筑狀態(tài)監(jiān)測領(lǐng)域新方法�！　”緯鴥�(nèi)容主要包括：超聲測量基本原理、多層平行結(jié)構(gòu)中的膜厚計算模型、曲率接觸摩擦副中的補償方法、膜厚與磨損同步測量模型、參考信號在線重構(gòu)方法、在線溫度補償算法等內(nèi)容，幵在各部分都給出了實際工程算例，尤其在最后兩章系統(tǒng)介紹了兩類典型裝備中的應(yīng)用實例，豐富了內(nèi)容的實踐性和工程性�！　”緯鴥�(nèi)容融合了摩擦學(xué)、流體力學(xué)、聲學(xué)、信息科學(xué)等多個學(xué)科領(lǐng)域知識，匯集了作者團隊30余篇國際學(xué)術(shù)論文、20余項中國國家發(fā)明專利的學(xué)術(shù)成果，具有鮮明的創(chuàng)新知識與技術(shù)富集特點。本書以認知規(guī)律組織知識邏輯結(jié)構(gòu)，知識框架完整，理論與實踐融合，兼具前沿性、創(chuàng)新性與工程實用性，不僅能夠為摩擦學(xué)、故障診斷、智能運維背景相關(guān)的廣大學(xué)者與工程技術(shù)人員提供借鑒，亦可作為高等院校機械工程、儀器儀表等專業(yè)研究生教材或參考工具用書。

潤滑兼具狀態(tài)、行為、學(xué)科的內(nèi)涵，但對于工業(yè)而言終歸是一種工具手段，通過它達到節(jié)能、節(jié)材的目標。摩擦學(xué)研究者致力于潤滑機制研究，通過計算獲得潤滑狀態(tài)的基本規(guī)律；潤滑工程師通過潤滑參數(shù)設(shè)計保證摩擦副的性能與壽命。理想的潤滑會帶來無限的壽命，而磨損又是大多數(shù)機器的一個基本性能，說明潤滑會退化或者偏離設(shè)計初衷。潤滑的內(nèi)涵非常復(fù)雜，但是在工業(yè)摩擦學(xué)范疇內(nèi)，潤滑就是潤滑膜厚度與固體表面粗糙度的綜合，二者動態(tài)行為的可測性難題導(dǎo)致實際潤滑狀態(tài)的認知難度。潤滑膜厚度測量一直是潤滑理論分析領(lǐng)域的關(guān)注點，從光彈法測量彈流潤滑膜厚度分布的實驗到現(xiàn)在已有近百年，真實機器摩擦部件中的動態(tài)油膜厚度及分布仍是一個測量難題。　　作為國內(nèi)經(jīng)典潤滑理論的奠基者之一，西安交通大學(xué)潤滑理論及軸承研究所一直致力于軸承的潤滑計算、設(shè)計方法的研究，對潤滑膜厚度的在線監(jiān)測研究已有數(shù)十年的積累，在國內(nèi)較早地開展基于超聲反射原理潤滑膜厚度測量方法的研究。這種方法最大的優(yōu)勢在于無損測量，可以解決機器運行中動態(tài)潤滑膜厚度的非介入測量難題。以英國謝菲爾德大學(xué)和中國西安交通大學(xué)為代表的研究單位推動了這項研究的進展，完善了測量方法、計算模型、補償算法，甚至在一些典型工程裝備中開展了應(yīng)用技術(shù)研究，取得了系列成果。這也是本書重點介紹的內(nèi)容�！　”緯饕獓@超聲測量潤滑膜厚度的基本原理、多層平行結(jié)構(gòu)中的膜厚計算模型、曲率接觸摩擦副中的膜厚測量方法、膜厚與磨損同步測量模型、在線參考信號重構(gòu)方法、在線溫度補償算法進行介紹，并重點將兩類典型裝備中的應(yīng)用技術(shù)進行系統(tǒng)的介紹。為了便于理解和復(fù)現(xiàn)，上述內(nèi)容的章節(jié)后均配備了算例，這些算例部分來自作者的工程實踐。需要說明的是，這些技術(shù)性內(nèi)容大部分來自作者研究團隊十余年的研究結(jié)果及部分國內(nèi)外同行的研究成果，并未包含領(lǐng)域的全部研究進展。本書的寫作有幸得到了清華大學(xué)摩擦學(xué)國家重點實驗室主任、中國科學(xué)院院士雒建斌教授的指點，并為本書作序。同時，英國帝國理工學(xué)院Thomas Reddyhoff教授和俞敏研究員也為本書提出了寶貴建議。此外，部分內(nèi)容經(jīng)過了與東方電機有限公司、長江電力股份有限公司、中國航發(fā)西安動力控制科技有限公司（113廠）、中國航發(fā)北京航科發(fā)動機控制系統(tǒng)科技有限公司（503廠）等企業(yè)多位資深專家的深入探討。即便如此，由于作者水平有限，疏漏錯誤之處在所難免，敬請同行專家和廣大讀者諒解并不吝指正�！　”緯c已出版的《智能化磨粒圖像分析及監(jiān)測技術(shù)》都是潤滑理論與軸承研究所數(shù)十載傳承的研究成果，十年冷板凳，勵志為傳承，與同行共勉。最后，謹以本書致敬已故的西安交通大學(xué)孟慶豐教授。武通海2025年1月于西安交通大學(xué)

序前言第1章緒論1.1潤滑的內(nèi)涵與分類1.2潤滑狀態(tài)的表征及驗證方法1.2.1Stribeck曲線1.2.2潤滑狀態(tài)的計算方法1.2.3潤滑狀態(tài)的測試方法1.3潤滑膜厚度測量方法1.3.1光學(xué)法1.3.2電學(xué)法1.3.3超聲反射法1.4潤滑膜厚度超聲測量的研究進展1.4.1滑動軸承1.4.2滾動軸承1.4.3缸套-活塞環(huán)系統(tǒng)1.4.4未來發(fā)展方向參考文獻第2章潤滑膜厚度超聲測量原理及系統(tǒng)2.1超聲波的基本概念2.1.1超聲波傳播的聲學(xué)參量2.1.2超聲波的傳播特性2.2潤滑膜厚度超聲測量系統(tǒng)2.2.1基本構(gòu)成原理2.2.2超聲測量傳感器2.2.3超聲波的發(fā)射與接收2.2.4測量系統(tǒng)的集成與實現(xiàn)2.3潤滑膜厚度超聲測量的標定方法2.3.1幾何法2.3.2位移法2.4本章小結(jié)參考文獻第3章三層平行結(jié)構(gòu)的潤滑膜厚度測量模型3.1時域膜厚計算模型3.1.1飛行時間模型3.1.2統(tǒng)一時域模型法3.2頻域的膜厚計算模型3.2.1共振模型3.2.2彈簧模型3.2.3相位模型3.2.4復(fù)合模型3.2.5模型的適用范圍3.3計算模型的標定結(jié)果3.3.1共振模型的標定3.3.2彈簧模型的標定3.3.3相位模型的標定3.3.4復(fù)合模型的標定3.3.5統(tǒng)一時域模型的標定3.4算例3.4.1實驗對象3.4.2實驗過程3.5本章小結(jié)參考文獻第4章多層結(jié)構(gòu)中的膜厚測量模型4.1襯層對超聲回波信號的影響及回波分離方法4.1.1回波信號的類比分離方法4.1.2回波信號的數(shù)學(xué)構(gòu)造方法4.2四層結(jié)構(gòu)膜厚計算的連續(xù)介質(zhì)模型4.2.1多層結(jié)構(gòu)的連續(xù)介質(zhì)模型4.2.2四層結(jié)構(gòu)大范圍膜厚計算模型4.2.3四層結(jié)構(gòu)膜厚計算模型的參數(shù)影響規(guī)律4.3四層結(jié)構(gòu)計算模型的驗證4.3.1標定實驗步驟4.3.2標定結(jié)果4.3.3誤差分析4.4算例4.5本章小結(jié)參考文獻第5章滾子軸承線接觸摩擦副的油膜厚度測量方法5.1空間分辨率不足的問題5.2提高膜厚測量分辨率的方法5.3彈流潤滑理論5.4射線模型法5.5修正的射線模型5.6聲學(xué)有限元仿真分析5.6.1聲學(xué)有限元仿真模型構(gòu)建5.6.2線接觸摩擦副接觸聲學(xué)有限元仿真5.6.3射線模型誤差驗證5.6.4實測反射系數(shù)補償系數(shù)構(gòu)建5.7算例5.7.1實驗對象5.7.2實驗結(jié)果5.7.3實驗數(shù)據(jù)分析5.8本章小結(jié)參考文獻第6章潤滑膜厚與累積磨損同步測量模型6.1潤滑膜厚與軸承累積磨損同步測量問題分析6.2同步測量模型6.2.1油膜厚度的計算方法6.2.2襯層磨損深度的計算方法6.3粗糙度對同步測量模型的影響分析6.3.1有限元仿真6.3.2光滑襯層表面的回波信號分析6.3.3襯層表面粗糙時的回波信號分析6.4膜厚與襯層磨損同步測量模型標定6.4.1實驗步驟6.4.2油膜厚度測量結(jié)果6.4.3襯層磨損深度測量結(jié)果6.5算例6.6本章小結(jié)參考文獻第7章超聲測量參考信號的在機標定方法7.1基于聲波反射原理的參考信號重構(gòu)方法7.1.1利用反射信號極小值點采集入射信號相位方法7.1.2基于最小均方擬合的自動標定方法7.1.3基于卡爾曼濾波的參考信號自適應(yīng)重構(gòu)方法7.2基于極值點現(xiàn)象的參考信號重構(gòu)方法7.2.1回波個數(shù)對共振模型的影響7.2.2重構(gòu)算法7.2.3算法驗證7.3算例7.4本章小結(jié)參考文獻第8章超聲測量模型的溫度補償方法8.1溫度效應(yīng)機理分析8.1.1溫度對聲波傳播介質(zhì)的影響8.1.2溫度對參考信號的影響8.2三層結(jié)構(gòu)膜厚計算模型的溫度補償方法8.2.1潤滑油聲速和密度的補償8.2.2參考信號補償8.2.3實驗驗證8.3四層結(jié)構(gòu)膜厚計算模型的溫度補償方法8.3.1厚襯層結(jié)構(gòu)中參考信號的補償策略8.3.2實驗驗證8.4算例8.5本章小結(jié)參考文獻第9章燃油齒輪泵滑動軸承的潤滑膜厚度測量應(yīng)用9.1燃油齒輪泵滑動軸承摩擦副簡介9.2滑動軸承油膜測試信號處理方法9.3滑動軸承潤滑膜厚度測量方案9.3.1測點布置方案9.3.2實驗臺及測量系統(tǒng)9.3.3基礎(chǔ)參數(shù)測量9.4油膜厚度動態(tài)測試結(jié)果與分析9.4.1進口溫度為25℃下的膜厚測量結(jié)果9.4.2進口溫度為50℃下的膜厚測量結(jié)果9.4.3進口溫度為75℃下的膜厚測量結(jié)果9.4.4進口溫度為100℃下的膜厚測量結(jié)果9.4.5進口溫度為125℃下的膜厚測量結(jié)果9.5最小油膜厚度及其位置9.6理論分析與實測結(jié)果對比分析9.6.1徑向滑動軸承潤滑膜計算模型9.6.2理論計算與實測結(jié)果對比9.7本章小結(jié)參考文獻第10章燃油柱塞泵摩擦副的潤滑膜厚測量應(yīng)用10.1滑靴副及配流副簡介10.2臺階狀摩擦副的超聲信號處理方法10.2.1臺階狀膜厚測量的問題分析10.2.2融合雙反射回波的反射系數(shù)提取方法10.3燃油泵的油膜厚度測量方案10.3.1測量方案設(shè)計10.3.2油膜厚度測點的分布10.3.3材料參數(shù)測量10.4實驗及結(jié)果分析10.4.1實驗工況設(shè)置10.4.2滑靴副的測量10.4.3配流副的測量10.5本章小結(jié)參考文獻

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