流体润滑油膜对于减小相对运动机件之间的摩擦和磨损具有重要的作用。油膜厚度过薄会导致机件表面的相互接触,进而产生较高摩擦和磨损,油膜厚度过大又会导致不必要的搅油能量损失。为了保证相对运动的机件能得到良好的润滑,同时又不损失过多的能量,需要确保润滑油膜的厚度。测量润滑油膜的厚度不仅有助于改进机件的设计,而且掌握润滑油膜的工作状态。润滑油膜的破裂会导致润滑失效,进而导致机件的毁坏,所以对润滑油膜厚度的测量是非常有必要的。超声波是一种非破坏性的、安全以及便携的技术。由于成本的降低和脉冲能力以及数字化技术的普及,超声波设备的使用越来越广泛。由于超声波的特性大部分都取决于传播介质,这使超声波技术非常适于用来检测润滑油膜的厚度。此技术通过检测由润滑油膜反射的一部分声波就可测量油膜厚度。但是由于在试验台搭建、超声波使用及其准确度验证等方面存在许多困难,此技术目前在油膜厚度检测方面的使用还有很多工作要做。本文利用高频超声波对径向滑动轴承内润滑液的油膜厚度和气穴效应进行了研究。并简化了测量系统,降低了测量成本,提高了超声波技术的便捷性,为实现径向滑动轴承油膜厚度的车载测量打下了坚实的基础,为后人的研究提供了理论依据,也为轴承的设计和特殊使用条件下润滑剂的选用提供了理论参考。最重要的是,掌握了润滑状态可以调节维护修理的周期,预防由于润滑失效导致的经济损失。本文首先根据所测目标是径向滑动轴承的瞬时油膜厚度而选择将超声波传感器安装在轴颈内部,与轴颈一起旋转;然后通过对径向滑动轴承模拟仪的形状和尺寸进行分析,选择了单独的压电元件作为超声波传感器进行超声波信号的发射和接收;在此基础上根据压电元件与油膜之间的距离选择了压电元件的频率;随后根据压电元件在工作时需要进行高速旋转的特性选择了合适的滑环解决与电源之间的电路连接问题;利用Labview软件编写程序对试验系统进行控制,并在其中运用弹簧模型利用反射率计算油膜厚度;设计了不同的试验台对弹簧模型中的参数进行测量;设计了特定的试验台考察温度对压电元件的影响;搭建试验台并在验证其可靠性的基础上对载荷、转速和温度的变化对径向滑动轴承的瞬时油膜厚度和气穴效应的影响进行了测量,并对可能导致润滑失效的工作条件进行了预测。本文的结果显示,超声波技术是一种十分可靠的油膜润滑状态测量技术,但是由于超声波波长限制,本文所开发的利用超声波技术和弹簧模型相结合测量油膜厚度的技术,只适用于微米级别的油膜厚度,且温度的升高会导致超声波传感器产生的超声脉冲的能量呈线性降低。径向滑动轴承的载荷变大、温度升高、转速降低都会导致最小油膜厚度的减小、轴颈与轴瓦上加载点位置之间的距离越来越近以及气穴效应的增大。