一种基于标杆数据的材料性能预估方法技术

本发明专利技术提供了一种基于标杆数据的材料性能预估方法，步骤包括：获取待评估材料在自然环境试验和加速试验不同取样周期的性能变化数据；获取标杆材料与待评估材料在两种试验的同一时间的性能偏离值；建立自然环境下的偏离值修正系数；依据所得偏离值及其修正系数预估待评估材料的性能。本发明专利技术通过建立量化待评估材料与标杆材料的性能差异的偏离值，并依据标杆材料确定自然环境下预期试验时间所对应的偏离值以及偏离值修正系数，采用短期自然环境试验数据和实验室加速试验数据快速、准确预估待评估材料在自然环境中预期试验时间的性能值。值。值。

【技术实现步骤摘要】
一种基于标杆数据的材料性能预估方法


[0001]本专利技术属于材料性能评估
，具体涉及一种基于标杆数据的材料性能预估方法。

技术介绍

[0002]材料在使用过程中由于受到各种环境因素的长期综合作用而不可避免地发生性能退化，进而影响装备/产品的性能。材料在预期自然环境中的耐环境性能或性能退化程度是使用方进行装备/产品用材料优选、原有材料替代等的关键决策依据。随着产品性能指标要求提升以及材料快速研发，迫切需要能快速准确、量化预估材料在预期自然环境下性能的方法。
[0003]目前，材料性能评估大多采用单纯的实验室环境试验方法或自然环境试验方法，其中实验室环境试验方法速度快，但无法完全模拟和反映装备/产品实际服役环境中的损伤行为；自然环境试验方法具有反映真实服役环境特点的优势，但是试验周期比较。同时，材料耐环境性能的好坏通常是相对的，也即相对于一定基准(标杆)而言，材料性能及其变化对于选取和应用更具指导意义。因此，开发一种融合标杆材料实验室和自然环境适应性标杆数据的快速、精准的材料性能量化预估方法是非常必要的。
[0004]前期开发的基于标杆数据的标准件环境适应性评价方法(文献CN2016110590413)，提出了利用标杆数据来评估标准件环境适应性的方法，该方法基于标杆标准件在两种环境试验条件下的性能比值与待评估标准件在两种环境试验条件下的性能比值相等，来预估待评估标准件的性能值。应用过程中，专利技术人发现不同材料在相同环境试验条件下的性能变化幅度或者快慢会存在差异，并且不同材料之间的性能变化差异随着试验时间是变化的，该方法未考虑到相同环境试验条件对不同材料性能影响的差异，以及不同时间的性能及其差异是不同的，影响了预估结果的可靠性以及评估方法的实际符合性和实用性。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中存在的问题，本专利技术旨在提供一种基于标杆数据的材料性能预估方法，能在短期时间内借助实验室模拟加速环境试验和短期自然环境试验，利用标杆材料的环境适应性标杆数据来量化、准确预估待评估材料在预期自然环境下的性能值。
[0006]本专利技术采用了如下技术方案。
[0007]一种基于标杆数据的材料性能预估方法，步骤包括：步骤1，获取待评估材料在自然环境试验和加速试验不同取样周期的性能变化数据；步骤2，获取标杆材料与待评估材料在两种试验的同一时间的性能偏离值；步骤3，建立自然环境下的偏离值修正系数；步骤4，依据所得偏离值及其修正系数预估待评估材料的性能。
[0008]进一步地，所述的步骤1包括：按照标杆材料采用的自然环境试验方法对待评估材料开展自然环境试验，按照标杆材料采用的实验室模拟加速环境试验方法对待评估材料开展实验室模拟加速环境试验，统计试验结果并获取待评估材料在自然环境试验和加速试验不同取样周期的性能变化数据。
[0009]进一步地，所述的步骤2中：按照式(Ⅰ)计算实验室加速试验条件下待评估材料与标杆材料的偏离值，式中，k
snt
为第n种标杆材料与待评估材料在实验室加速试验第t个取样周期的偏离值，V
snt
为第n种标杆材料在实验室加速试验第t个取样周期的性能保留率，V
sxnt
为待评估材料在实验室加速试验第t个取样周期的性能保留率，n＝1、2、3
…
且取整数；按照式(Ⅱ)计算自然环境试验条件下待评估材料与标杆材料的偏离值(实测值)，式中，k
znt
为第n种标杆材料与待评估材料在自然环境试验第t个取样周期的偏离值(实测值)，V
znt
为第n种标杆样品自然环境试验第t个取样周期的性能保留率，V
zxnt
为待评估样品自然环境试验第t个取样周期的性能保留率，n＝1、2、3
…
且取整数。
[0010]进一步地，所述的步骤3包括：以实验室加速试验条件标杆材料的性能保留率(V
snt
)为横坐标，以实验室加速试验条件标杆材料与待评估材料的偏离值(k
snt
)为纵坐标，建立标杆材料性能保留率与偏离值的关系方程k
sn
＝f(V
sn
)；将第n种标杆材料在自然环境试验中u个取样周期的性能保留率值代入所述关系方程，获得u个自然环境试验条件下标杆材料与待评估材料的偏离值计算值并根据式(Ⅲ)计算偏离值修正系数，式中，为依据第n种标杆材料得出的偏离值修正系数，k
znt
为第n种标杆材料与待评估材料在自然环境试验第t个取样周期的偏离值(实测值)，为第n种标杆材料与待评估材料在自然环境试验第t个取样周期的偏离值计算值。
[0011]进一步地，所述的步骤4包括：根据式(Ⅳ)计算待评估材料在自然环境试验T时间的性能预估值，式中，V
zxn
为待评估材料依据第n种标杆材料获得的自然环境试验T时间(即预测时间)的性能保留率预估值，V
zn
为第n种标杆材料在自然环境试验T时间的性能保留率，为第n种标杆材料与待评估材料在自然环境试验T时间的偏离比值计算值，为依据第n种标杆材料得出的偏离值修正系数。
[0012]有益效果：本专利技术提供了一种基于标杆数据的材料性能快速、精准的预估方法，通过建立量化待评估材料与标杆材料的性能差异的偏离值，并依据标杆材料确定自然环境下预期试验时间所对应的偏离值以及偏离值修正系数，采用短期自然环境试验数据和实验室加速试验数据快速、准确预估待评估材料在自然环境中预期试验时间的性能值，所得材料性能预估结果同自然环境试验实际结果相比，误差小于10％。
附图说明
[0013]图1为实施例中实验室热老化试验下3S
‑
60硅橡胶标杆材料压缩性能保留率与偏离比值拟合曲线图。
具体实施方式
[0014]下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明，但以下实施例的说明只是用于帮助理解本专利技术的原理及其核心思想，并非对本专利技术保护范围的限定。应当指出，对于本
普通技术人员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，针对本专利技术进行的改进也落入本专利技术权利要求的保护范围内。实施例
[0015]一种基于标杆数据的材料性能预估方法，步骤包括：步骤1，获取待评估材料自然环境试验和加速试验不同取样周期的性能变化数据；按照标杆材料采用的自然环境试验方法开展待评估材料的短期自然环境试验，并按照标杆材料采用的实验室模拟加速环境试验方法开展待评估材料的实验室模拟加速环境试验，获得待评估材料自然环境试验和实验室模拟加速试验中不同取样周期的性能保留率值；步骤2，获取标杆材料与待评估材料在两种试验的同一时间的性能偏离值；按照式(Ⅰ)计算实验室加速试验条件下待评估材料与标杆材料的偏离值，式中，k
snt
为第n种标杆材料与待评估材料在实验室加速试验第t个取样周期的偏离值，V
snt
为第n种标杆材料在实验室加速试验第t个取样周期的性能保留率，V
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为待评估材料在实验室加速试验第t个取样本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于标杆数据的材料性能预估方法，其特征在于，步骤包括：步骤1，获取待评估材料自然环境试验和加速试验不同取样周期的性能变化数据；步骤2，获取标杆材料与待评估材料在两种试验的同一时间的性能偏离值；步骤3，建立自然环境下的偏离值修正系数；步骤4，依据所得偏离值及其修正系数预估待评估材料的性能。2.根据权利要求1所述的材料性能预估方法，其特征在于，所述的步骤1包括：按照标杆材料采用的自然环境试验方法对待评估材料开展自然环境试验，按照标杆材料采用的实验室模拟加速环境试验方法对待评估材料开展实验室模拟加速环境试验，统计试验结果并获取待评估材料在自然环境试验和加速试验不同取样周期的性能变化数据。3.根据权利要求2所述的材料性能预估方法，其特征在于，所述的步骤2中：按照式(Ⅰ)计算实验室加速试验条件下待评估材料与标杆材料的偏离值，式中，k
snt
为第n种标杆材料与待评估材料在实验室加速试验第t个取样周期的偏离值，V
snt
为第n种标杆材料在实验室加速试验第t个取样周期的性能保留率，V
sxnt
为待评估材料在实验室加速试验第t个取样周期的性能保留率，n＝1、2、3
…
且取整数；按照式(Ⅱ)计算自然环境试验条件下待评估材料与标杆材料的偏离值，式中，k
znt
为第n种标杆材料与待评估材料在自然环境试验第t个取样周期的偏离值，V
znt
为第n种标杆样品自然环境试验第t个取样周期的性能保留率，V
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王玲，孙有美，王晓辉，李茜，孙茂钧，胡涛，吴德权，佘祖新，吴洋，
申请(专利权)人：中国兵器装备集团西南技术工程研究所，
类型：发明
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