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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及粘弹性材料存储,尤其涉及一种粘弹性材料存储寿命的预测方法、装置、设备及介质。
技术介绍
1、为了高效评估粘弹性材料的贮存寿命,国内外常用研究方法是将方坯药热加速老化试验和阿伦尼乌斯(arrhenius)方程结合,建立粘弹性材料性能变化的老化模型,进而外推出常温下粘弹性材料的使用寿命,近似等价于结构件的贮存寿命。然而,老化模型作为决定粘弹性材料使用寿命预测准确性的关键因素之一,仅基于传统arrhenius 老化模型直接预估结构件的使用寿命,其预测结果往往同实际以粘弹性材料作为动力源的动力装置的寿命存在很大的差异。一方面,是因为方坯粘弹性材料和粘弹性材料结构件在固化降温、实际贮存以及应力状态等方面存在差异。固体粘弹性材料在成型过程中,会经历固化过程和固化完成后的降温过程。由于粘弹性材料、绝热层及壳体材料热膨胀系数的不匹配,粘弹性材料结构件在固化过程及固化完成后的降温过程中会发生较大幅度收缩变形,远高于壳体的收缩率,因此结构件的收缩变形会受到壳体的限制而在粘弹性材料结构件内产生较大的残余热应变,且始终存在于粘弹性材料结构件整个贮存期,无法消除,工程研究中通常将其定义为预应变。因此,需要在传统热加速老化的基础上同时考虑预应变耦合作用对寿命评估的影响。另一方面,决定粘弹性材料使用寿命预测准确性的关键因素之一是预估寿命时使用的动力学模型。当前国内外学者普遍以 arrhenius方程作为动力学模型,然而arrhenius方程的应用是有两个重要前提的,前提一是研究所涉及的温度范围内老化机理一致,前提二是应保证试验截止时各加速温度下
技术实现思路
1、有鉴于此,本专利技术提供了一种粘弹性材料存储寿命的预测方法、装置、设备及介质,用于解决现有技术中粘弹性材料存储寿命的预测结果不准确的问题。
2、为达上述之一或部分或全部目的或是其他目的,本专利技术提出一种粘弹性材料存储寿命的预测方法,包括:
3、获取目标粘弹性材料在预设组合试验下的试验数据;
4、将所述试验数据输入预设表征模型,得到不同老化温度下与不同应力水平对应的初始数据,所述预设表征模型包括直接机械性能变化项和间接机械性能变化项,所述预设表征模型用于根据所述直接机械性能变化项和所述间接机械性能变化项计算目标粘弹性材料的力学性能,所述初始数据用于表征所述力学性能;
5、对所述初始数据中初始老化速率和所述试验数据中老化温度进行拟合处理,获取所述初始老化速率和所述老化温度的函数关系,并根据所述函数关系确定目标温度下的目标老化速率;
6、基于所述初始老化速率和所述老化温度获取常数数据;
7、根据所述常数数据、所述目标老化速率和所述目标粘弹性材料在目标温度下的历史存储数据计算所述目标粘弹性材料的老化常数,并基于所述老化常数和所述目标老化速率更新所述预设表征模型,得到目标表征模型,通过所述目标表征模型预测所述目标粘弹性材料在不同存储时间下的预测力学性能,并根据所述预测力学性能预测所述目标粘弹性材料存储寿命。
8、可选地,所述获取目标粘弹性材料在预设组合试验下的试验数据的步骤,包括:
9、对所述目标粘弹性材料进行热力耦合子实验,将经过所述热力耦合子实验的目标粘弹性材料作为老化复合粘弹性材料,获取所述老化复合粘弹性材料在单轴拉伸子试验下的预设试验数据;
10、将所述预设试验数据作为所述试验数据,所述预设组合试验包括热力耦合子实验和单轴拉伸子试验。
11、可选地,在所述将所述试验数据输入预设表征模型,得到不同老化温度下与不同应力水平对应的初始数据的步骤之前,还包括:
12、对所述试验数据进行曲线拟合,得到目标曲线;
13、获取预设拟合函数集中各个拟合函数的函数曲线;
14、将所述目标曲线和所述函数曲线进行匹配,得到与所述目标曲线相似度最高的函数曲线,将与所述目标曲线相似度最高的函数曲线作为目标函数曲线,将与所述目标函数曲线对应的拟合函数作为目标函数;
15、基于所述目标函数构建所述预设表征模型。
16、可选地,所述基于所述目标函数构建所述预设表征模型的步骤,包括:
17、获取所述目标粘弹性材料在性能老化过程中的老化因素,所述老化因素包括化学因素和物理因素;
18、通过所述目标函数对所述化学因素进行表征,得到所述预设表征模型的直接机械性能变化项;
19、通过所述目标函数对所述物理因素进行表征,得到所述预设表征模型的间接机械性能变化项。
20、可选地,所述将所述试验数据输入预设表征模型,得到不同老化温度下与不同应力水平对应的初始数据的步骤,包括:
21、获取针对所述目标的老化速率表征公式;
22、根据统计理论对所述老化速率表征公式进行修正,得到目标表征公式;
23、将所述试验数据输入预设表征模型,得到不同老化温度下与不同应力水平对应的表征方程;
24、通过所述目标表征公式对所述表征方程进行求解,得到不同老化温度下与不同应力水平对应的初始数据。
25、可选地,所述基于所述初始老化速率和所述老化温度获取常数数据的步骤,包括:
26、通过最小二乘法对所述初始老化速率和所述老化温度进行拟合,得到所述常数数据。
27、可选地,所述通过所述目标表征模型预测所述目标粘弹性材料的存储寿命的步骤,包括:
28、基于所述预测力学性能获取所述目标粘弹性材料的力学性能与存储时间曲线;
29、获取所述目标粘弹性材料的力学性能失效临界值;
30、根据所述力学性能与存储时间曲线和所述力学性能失效临界值预测所述目标粘弹性材料的存储寿命。
31、另一方面,本申请实施例提供了一种粘弹性材料存储寿命的预测装置,所述装置包括:
32、数据采集模块,用于获取目标粘弹性材料在预设组合试验下的试验数据;
33、第一计算模块,用于将所述试验数据输入预设表征模型,得到不同老化温度下与不同应力水平对应的初始数据,所述预设表征模型包括直接机械性能变化项和间接机械性能变化项,所述预设表征模型用于根据所述直接机械性能变化项和所述间接机械性能变化项计算目标粘弹性材料的力学性能,所述初始数据用于表征所述力学性能;
34、第二计算模块,用于对所述初始数据中初始老化速率和所述试验数据中老化温度进行拟合处理,获取所述初始老化速率和所述老化温度的函数关系,并根据所述函数关系确定目标温度下的目标老化速率;
35、第三计算模块,用于基于所述初始老化速率和所述老化温度获取常数数据;
36、预测模块,用于根据所述常数数据、所述目标老化速率和所述目标粘弹性材料在目标温度下本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种粘弹性材料存储寿命的预测方法,其特征在于,所述方法包括:
2.根据权利要求1所述的粘弹性材料存储寿命的预测方法,其特征在于,所述获取目标粘弹性材料在预设组合试验下的试验数据的步骤,包括:
3.根据权利要求2所述的粘弹性材料存储寿命的预测方法,其特征在于,在所述将所述试验数据输入预设表征模型,得到不同老化温度下与不同应力水平对应的初始数据的步骤之前,还包括:
4.根据权利要求3所述的粘弹性材料存储寿命的预测方法,其特征在于,所述基于所述目标函数构建所述预设表征模型的步骤,包括:
5.根据权利要求1所述的粘弹性材料存储寿命的预测方法,其特征在于,所述将所述试验数据输入预设表征模型,得到不同老化温度下与不同应力水平对应的初始数据的步骤,包括:
6.根据权利要求1所述的粘弹性材料存储寿命的预测方法,其特征在于,所述基于所述初始老化速率和所述老化温度获取常数数据的步骤,包括:
7.根据权利要求1所述的粘弹性材料存储寿命的预测方法,其特征在于,所述根据所述预测力学性能预测所述目标粘弹性材料存储寿命的步骤,包括:<
...【技术特征摘要】
1.一种粘弹性材料存储寿命的预测方法,其特征在于,所述方法包括:
2.根据权利要求1所述的粘弹性材料存储寿命的预测方法,其特征在于,所述获取目标粘弹性材料在预设组合试验下的试验数据的步骤,包括:
3.根据权利要求2所述的粘弹性材料存储寿命的预测方法,其特征在于,在所述将所述试验数据输入预设表征模型,得到不同老化温度下与不同应力水平对应的初始数据的步骤之前,还包括:
4.根据权利要求3所述的粘弹性材料存储寿命的预测方法,其特征在于,所述基于所述目标函数构建所述预设表征模型的步骤,包括:
5.根据权利要求1所述的粘弹性材料存储寿命的预测方法,其特征在于,所述将所述试验数据输入预设表征模型,得到不同老化温度下与不同应力水平对应的初始数据的步骤,包括:
6.根据权利要求1所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员:强洪夫,耿挺京,王学仁,王哲君,张迦陵,裴书帝,
申请(专利权)人:中国人民解放军火箭军工程大学,
类型:发明
国别省市:
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