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基于超声反射系数幅度谱的水润滑推力轴承磨损监测方法研究

船舶轮缘推进装置（Rim -Driven Thruster, RDT）的水润滑推力轴承通常采用高分子复合材料，大功率RDT水润滑轴承在低速、重载和泥沙等严苛工况下工作，容易出现严重磨损。RDT内部空间狭窄，常规的磨损测量方法无法适用。具有非介入式测试特点的超声法是一种优秀的无损监测技术，但高分子材料具有粘弹性、非均质、声衰减大的特性，导致超声回波特性信号提取困难。为此，本文提出了基于超声反射系数幅度谱的磨损监测方法，以相关系数和均方根误差为匹配参数，使用差分进化算法同时反演出轴承的厚度、声速和密度，构建了磨损测量系统。为了验证该方法的识别精度，在多功能立式水润滑试验台上，以PEEK固定瓦和不锈钢推力盘组合的轴承为对象，开展了重载情况下的加速磨损试验，每小时拆解瓦块，分别使用高精度螺旋测微仪和超声测试系统进行厚度测量，结果表明超声法的厚度识别误差在5%以内，后续将实现其在线原位监测能力，对轴承的寿命预测具有重要意义。