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计算机辅助摩擦学测试方法设计及试验

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第一章 绪 论

1.1 研究背景和意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文拟研究的主要内容

第二章 销-盘摩擦试验机实时信号数据采集系统

2.1 引言

2.2 系统硬件组成

2.3 软件设计

2.4 试验效果

2.5 本章小结

第三章 SKODA-SAVIN试验自动控制与数据采集系统

3.1 引言

3.2 SKODA-SAVIN磨损试验机的介绍

3.3 系统组成

3.4 软件设计

3.5 试验效果

3.6 本章小结

第四章 四球试验机温度测控与摩擦力测量系统

4.1 引言

4.2 四球试验机介绍

4.3 温度测控系统的设计

4.4 摩擦力测量系统的设计

4.5 试验机可靠性评估

4.6 本章小结

第五章 基于LabVIEW摩擦学数据采集相关问题探讨

5.1 引言

5.2 数据采集概述

5.3 LabVIEW实际采集点数影响因素

5.4 实时信号压缩处理对数据的影响

5.5 本章小结

第六章 润滑油高温摩擦性能测试方法研究

6.1 引言

6.2 测试方法介绍

6.3 典型国产酯类润滑油临界温度的研究

6.4 本章小结

第七章 全文主要成果、结论及展望

7.1 本文主要成果和结论

7.2 研究展望

参考文献

致谢

附录:攻读硕士学位期间的主要工作及发表文章

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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。

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