【技术实现步骤摘要】
一种风电叶片用纤维增强复合材料拉挤板材的寿命预测方法
[0001]本专利技术涉及材料领域，具体涉及一种风电叶片用纤维增强复合材料拉挤板材的寿命预测方法。
技术介绍
[0002]复合材料作为增强材料，在实际使用过程中会发生不可避免的老化，随着老化程度的积累，将对其本身使用性能造成影响。纤维增强树脂基复合材料具有优异的机械性能、抗疲劳性能优异、高温性能优良和可设计性佳等优点，但同时也有一些缺点，在服役环境下(如紫外光光辐射、温度、湿度、盐雾等)其性能易于恶化。在单一或多个环境因素综合的影响下均会导致纤维增强树脂基复合材料的性能发生变化。在该环境因素的影响下导致基体、纤维或纤维/基体界面发生变化或破坏。如在机械冲击、机械振动、应力、紫外光光辐射、温度、湿度、酸、碱、盐溶液和有机化合物作用下导致复合材料的纤维/基体界面发生变化或破坏，导致复合材料使用寿命或者性能下降。
[0003]对于材料某个特定的性能参量，如材料强度，可能随着使用时间的增加，性能逐渐下降，也有可能在没有任何征兆的情况下大幅下降。环境的复杂性导致了材料强度老...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种风电叶片用纤维增强复合材料拉挤板材的寿命预测方法，其特征在于：包括：步骤一、结合复合材料工作环境中的各老化影响因素，提出复合材料的老化剩余寿命预测公式：式(2)：S＝S1‑
∑A
i
ln[1+B
i
t(x
i
)](i＝1，2，
……
)式(2)中，S为材料老化后的强度；S1＝S0+
△
S，S0为初始强度值，
△
S为材料后固化增强项；x
i
为环境老化因素；A
i
为在某环境老化谱下的老化因素x
i
对材料的某一性能影响的显著性参数；B
i
为材料对老化因素x
i
的抗老化能力参数；t(x
i
)为老化因素x
i
的等效当量老化时间，表示式为：式(3)：然后，列出式(4)：S
R
＝S
′‑
βln(1+αt)
‑
k
R
(t)σ式(4)中，S
R
为置信度为γ、可靠度为R的老化剩余强度，MPa；k
R
(t)为置信度为γ、可靠度为R的二维单侧容限系数；σ为老化剩余强度的标准差；由于在环境自然循环老化试验过程中主要的老化因素为温度，湿热和盐雾腐蚀，同时考虑到不同因素的协同影响效应，引入影响效应因子，因此式(2)具体化为：式(5)：式(5)中，a为温度影响效应因子，b为湿热影响效应因子，c为盐雾腐蚀影响效应因子；步骤二、单因子老化模型参数的确定在预测性的建模方面经常使用回归分析的方法，通过利用数据统计原理，对大量单因子老化实验数据进行数学处理，从而来确定单因子变量与复合材料给定的性能的相关关系，以加速老化后的强度为S值，通过拟合得到各单因子老化的模型参数；步骤三、多因子老化模型参数的确定经过多因子共同老化，得到老化结果，并对老化后的强度进行拟合，得到各因子影响效应参数；步骤四、环境当量的确定为了有效获得实际环境条件与加速老化条件的有效转换，必须获得有效的环境当量计算公式；因此，需要进行不同各个单因子老化不同加速老化条件下的加速老化试验，并以最优的失效性能得到不用条件下的曲线模型；比较分析不同条件下的曲线模型，得到环境当量的换算公式；考虑到加速老化与环境老化的关系，引入环境当量K1、K2、K3，分别为：式(6)：式(7)：式(8)：上述式中，K1、K2、K3依次为高温老化环境当量、湿热老化环境当量、盐雾老化环境当量；
t1、t2、t3、t4、t5、t6依次为加热高温老化的时间、环境温度下老化的时间、高温湿热老化的时间、环境湿热老化的时间、紫外加速老化的时间、环境紫外老化的时间；T1、T2、T3、T4依次为加热高温老化的温度、环境温度下的温度、高温湿热的温度、环境湿热的温度；φ3、φ4分别为高温湿热湿度、环境湿热湿度；U5、U6分别为外加速老化盐雾浓度、环境盐雾浓度；C1、C2、C3依次为高温、湿热、盐雾老化试验系数；根据试验，得到环境当量中高温、湿热、盐雾老化试验系数；步骤五、实际使用寿命的预估对于原始未经使用的复合材料，通过测定其强度S0，以70％S0为失效点S，并预估其实际使用中的温度、湿度、盐雾浓度的往年同期总量，代入式(5)来预测其使用寿命；对于已使用过一段时间(t)的复合材料，估算其剩余寿命的方法为：取S1＝S0+
△
S，S0为初始强度值，
△
S为材料后固化增强项，二者均为定值，其中S0取原始复合材料直接测出，根据拟合得到的S1值，计算得到
△
S，然后根据上式改变初始条件，得到S2＝S
t
+
△
S，...
【专利技术属性】
技术研发人员：王伟，
申请(专利权)人：中广核高新核材科技苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：
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