薄层质量电磁超声谐振方法研究

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1、北京工业大学研究生开题报告学位级别：□博士■硕士□工程硕士学号:S200801122研究生姓名:刘文华指导教师姓名:焦敬品专业名称:仪器科学与技术所在学院:机电学院开题报告时间:2009.12.21北京工业大学研究生部制表注意：本表基本情况及报告正文由研究生本人填写，硕士不少于3000字，博士不少于5000字。格式要求：正文文字部分为5号宋体、单倍行间距排版，A4纸双面打印装订。开题报告评价部分分别由指导教师及专家组书写。开题报告会结束后一周之内将报告原件交院（所）研究生教学秘书处。_、基本情况研究生姓名刘文华学号S20080

2、1122院、系机电学院指导教师姓名及职称焦敬品副教授学科、专业仪器科学与技术入学年月2008.91、研究方向、论文选题范围：研究方向：计算机测试与控制技术论文选题范围：薄层性能电磁超声评价方法研究2、拟定论文题目：机械结构薄层性能电磁超声评价方法研究3、论文科研课题属于哪一级科研项目，经费来源及金额（课题来源选项分为国家计委、科委项目、国家经贸委项目、国家自然科学基金项目、国务院其他部门项目、主管部门（部委级）项目、省、市、自治区项目、国际合作项目、学校级项目、自选项目、其它）：国家H然科学基金项目，38万元4、论文类型（基础

3、研究、应用研究、开发研究、其它）基础研究摘要选题研究内容和意义简介（限400字:在现代工业中，机械设备的关键零部件（如机械密封、液体静压导轨、轴承等）通常在相对运动的零部件间引入薄液体层结构（微米级），起到润滑和减少摩擦损耗的作川。研究发现，该薄层结构是机械设备的薄弱环节，它的失效是造成机械设备故障的重要因素之一。针对实际机械结构运行状态，薄层性能评价包括以下两个方面，一方面需要进行薄层厚度测量，另一方面在薄层厚度很薄情况下，可能存在局部接触问题，需要评价其接触状态。本文研究工作包括：设计薄层厚度专用电磁声换能器,包括检测频率

4、、线圈间距、永磁铁磁场强度、各部件相对位置等参数的确定。研究谐振频率随薄层厚度的变化规律，寻找谐振频率漂移量与薄层厚度的定最关系；将比例相减法应用于承压界面超声检测信号处理，研究利用相位、衰减以及高次谐波等参数对界面接触特性关系，以实现界面接触特性的非线性超声表征。薄层；电磁声换能器；超声谐振；比例相减算法；非线性超声关键词（用分号隔开、最多5个）目录1・研究背景及意义1.1课题来源11.2课题背景及意义12.国内外研究现状22.1超声谐振厚度测量方法22.2电磁超声谐振测量方法42.3界面接触特性非线性评价方法72.3.1比

5、例相减算法的原理72.3.2SSM信号的特性82.3.3SSM的应用83・研究内容及拟解决的关键问题103.1研究内容103.1.1电磁超声谐振厚度测量方法研究103.1.2界面接触特性非线性评价方法研究113.2拟解决的问题124.技术路线125.预期目标136.进度安排137.经费预算148-开展研究已具备的条件148.1科研基础148.1.1周向一致Lamb波电磁超声换能器148.1.2基于磁致伸缩效应的电磁超声换能器148.1.3比例相减算法158.2硬件基础159.参考文献15机械结构薄层性能电磁超声评价方法研究1.

6、研究背景及意义1.1课题来源课题来源于国家自然科学基金项目：机械密封端而接触状态非线性兰姆波检测方法研究,项目编号10772008o1.2课题背景及意义在现代工业中，机械设备的关键零部件（如机械密封、液体静压导轨、轴承等）通常在相对运动的零部件间引入薄液体层结构（微米级），起到润滑和减少摩擦损耗的作用。研究发现，该薄液体层结构是机械设备的薄弱环节，它的失效是造成机械设备故障的重要因素Z一11-31O机械密封乂称端面密封，是指与旋转轴相垂直的两个端面，在流体压力的作用下相对滑动，从而防止液体的泄漏，乂使端而得以润滑，以达到良好的

7、密封效果。机械密封由于其密封性高、磨损小、性能稳定，能满足多种工况而广泛用于化工、炼油等行业。机械密封的端面膜的厚度直接反映了端面的摩擦润滑状态的好坏，是机械密封的一项十分璽要的性能测试参数⑷。汕膜厚度过大，会导致泄漏最大；液体层厚度过小，会造成机械密封损坏和机械损坏。图1静压导轨原理示意图1.电机2.油泵3.粘:滤油器4•进油机5.工作台高速楮密机床设计制造的关键技术之一就是液体静压导轨。液体静压导轨是靠外界提供一定的压力润滑油来实现的,如图1。润滑油经汕泵抽出后，经过滤器过滤，送入汕腔内，使润滑汕在静压导轨两个相对运动的导

8、轨面间形成一定的压力，使运动件浮起，形成完全的液体摩擦，减小了两导轨面作相对运动时的摩擦阻力及导轨运动时的辭损，具冇很高的运动精度，有力地保证了机床、车床的设计要求⑸。汕膜刚度和承载能力是液体静压导轨两个最主要的性能指标，主要山油膜厚度决定。油膜厚度过高，冈慷下降；油膜厚度过