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专利摘要

本申请提出了一种用于球‑盘摩擦磨损试验机的磨斑在线测量方法，涉及磨斑测量技术领域，其中，该方法包括：将磨损造成的球心到摩擦盘表面的竖直位移进行杠杆放大，测量杠杆加载端位移，并根据测量位置确定杠杆放大比例系数；根据杠杆加载端位移和杠杆放大比例系数，计算得到球心到摩擦盘表面的竖直位移；获取摩擦盘磨痕深度，根据球心到摩擦盘表面的竖直位移和摩擦盘磨痕深度，得到球冠磨损高度；根据球冠磨损高度计算得到球冠磨损直径。本申请极大提高了球‑盘摩擦磨损实验时磨斑测量效率，并且实现了杠杆加载球‑盘摩擦磨损试验机磨斑实时在线检测，一定程度上加速了材料摩擦磨损性能测试的进程，节省了实验成本。 ......

基本信息

专利类型:
发明专利
申请/专利号:
CN202211370829.1
申请日期:
2022-11-03
专利申请人:
清华大学
分类号:
G01N3/56 ; G01N3/02
发明/设计人:
田煜，杨万友，白鹏鹏，温相丽，曹辉，方静泊
权利要求: 1.一种用于球-盘摩擦磨损试验机的磨斑在线测量方法，其特征在于，包括以下步骤：将磨损造成的球心到摩擦盘表面的竖直位移进行杠杆放大，测量杠杆加载端位移，并根据测量位置确定杠杆放大比例系数；根据所述杠杆加载端位移和所述杠杆放大比例系数，计算得到所述球心到摩擦盘表面的竖直位移；获取摩擦盘磨痕深度，根据所述球心到摩擦盘表面的竖直位移和所述摩擦盘磨痕深度，得到球冠磨损高度；根据所述球冠磨损高度计算得到球冠磨损直径。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将磨损造成的球心到摩擦盘表面的竖直位移进行杠杆放大，包括：使杠杆加载端到支点的距离与负载端到支点的距离之比大于1，从而对球心到摩擦盘表面的竖直位移进行杠杆放大。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述球心到摩擦盘表面的竖直位移的计算公式表示为：其中，Δh表示球心到摩擦盘表面的竖直位移，s表示杠杆加载端位移，γ表示杠杆放大比例系数。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述球心到摩擦盘表面的竖直位移包括球冠磨损高度和摩擦盘磨痕深度；其中，所述球心到摩擦盘表面的竖直位移表示为：Δh＝d+k其中，Δh表示球心到摩擦盘表面的竖直位移，d表示摩擦盘磨痕深度，k表示球冠磨损高度。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述球冠磨损高度计算得到球冠磨损直径，包括：获取球的半径；根据所述半径和所述球冠磨损高度，利用勾股定理计算得到球冠磨损直径；其中，所述球冠磨损直径计算公式表示为：其中，b表示球冠磨损直径，R表示球的半径，k表示球冠磨损高度。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在根据所述球冠磨损高度计算得到球冠磨损直径后，实验过程中t时刻球冠磨损直径公式表示为：其中，b(t)表示t时刻的球冠磨损直径，R表示球半径，k(t)表示t时刻的球冠磨损高度，t表示实验过程中的任意时刻；其中，其中，k(t)表示t时刻的球冠磨损高度，s(t)表示t时刻的杠杆加载端位移，de(t)表示t时刻测距设备到磨损后摩擦盘磨损表面的距离，d0表示t＝0时刻测距设备到磨损前摩擦盘待磨损表面的距离，t表示实验过程中的任意时刻。7.一种用于球-盘摩擦磨损试验机的磨斑在线测量装置，其特征在于，包括：测量模块，用于将磨损造成的球心到摩擦盘表面的竖直位移进行杠杆放大，测量杠杆加载端位移，并根据测量位置确定杠杆放大比例系数；竖直位移计算模块，用于根据所述杠杆加载端位移和所述杠杆放大比例系数，计算得到所述球心到摩擦盘表面的竖直位移；球冠磨损高度计算模块，用于获取摩擦盘磨痕深度，根据所述球心到摩擦盘表面的竖直位移和所述摩擦盘磨痕深度，得到球冠磨损高度；球冠磨损直径计算模块，用于根据所述球冠磨损高度计算得到球冠磨损直径。8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述将磨损造成的球心到摩擦盘表面的竖直位移进行杠杆放大，包括：使杠杆加载端到支点的距离与负载端到支点的距离之比大于1，从而对球心到摩擦盘表面的竖直位移进行杠杆放大。9.一种计算机设备，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现如权利要求1-6中任一所述的方法。10.一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-6中任一所述的方法。