复合材料构件寿命的预测方法技术

本发明专利技术公开了一种复合材料构件寿命的预测方法，本发明专利技术通过确定自然气候老化试验与人工加速老化试验间的相关性系数R，并在人工加速老化试验中获得复合材料构件的失效时间T3，通过相关公式的计算，即可得到复合材料构件在自然气候老化试验中的失效时间，即复合材料构件的寿命，使用本发明专利技术方法可缩短试验时间，节约试验成本。本发明专利技术可适用于树脂型复合材料构件的寿命预测。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术 涉及ー种寿命预测方法，特别是一种复合材料构件的寿命预测方法。
技术介绍
复合材料，即树脂型复合材料，由于具有重量轻、強度高、耐腐蚀、加工成型方便和良好的可设计性等优点，在建材、航天、航空等部门得到了广泛的应用。然而由复合材料制成构件，如电カ设施中使用的杆塔，由于复合材料构件的使用寿命一般都达10年或者10年以上，且复合材料构件处于的自然气候时时刻刻在变化，并受到许多人为因素的影响，故复合材料构件在自然气候环境下的使用寿命，即自然失效时间，无法得知。然而，可以通过人工模拟出稳定且強化的自然气候环境，即人工气候环境，可使放置在人工气候环境的复合材料构件加速老化，并在较短的时间内令复合材料构件失效，得出人工失效时间。如何通过复合材料构件在人工气候环境的人工失效时间确定其在在自然气候环境下的使用寿命成为亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的，在于提供ー种预测复合材料构件寿命的方法，其可缩短试验时间，预测复合材料构件的寿命。本专利技术解决其技术问题的解决方案是一种，包括以下步骤1)在自然气候老化试验中获得复合材料构件性能达到ー预定值时所需的自然时间Tl ； 2)在人工加速老化试验中获得复合材料构件性能达到步骤I)所述预定值时所需的人エ时间T2 ；3)根据Tl和T2得出自然气候老化试验和人工加速老化试验间的时间性系数R； 4)在人工加速老化试验中获得复合材料构件的人工失效时间T3； 5)根据R和T3，确定复合材料构件在自然气候老化试验中的自然失效时间T4。作为上述技术方案的进ー步改进，在步骤2)和/或步骤4)中，人工加速老化试验包括以下步骤1)将复合材料构件置于人工加速老化试验装置内，并对复合材料构件施加拉カ和电压； 2)在人工加速老化试验装置内模拟光辐射环境，持续一定时间； 3)在人工加速老化试验装置内模拟光辐射和淋雨环境，持续一定时间； 4)在人工加速老化试验装置内模拟盐雾环境，持续一定时间； 5)在人工加速老化试验装置内模拟光辐射和淋雨环境，持续一定时间； 6)在人工加速老化试验装置内模拟湿热环境，持续一定时间； 7)重复步骤2)至步骤6)的操作，复合材料构件性能达到预定值或复合材料构件失效。作为上述技术方案的进ー步改进，所述复合材料构件性能为冲击强度或拉伸强度或弯曲強度。作为上述技术方案的进ー步改进，所述光辐射和淋雨环境指的是在每2小时进行O.3小时淋雨。作为上述技术方案的进ー步改进，所述一定时间为Γ8小吋。作为上述技术方案的进ー步改进，相关性系数R的公式为R= Tl/ T2。 作为上述技术方案的进ー步改进，自然失效时间T4的推导公式为T4= R T3。本专利技术的有益效果是本专利技术通过确定自然气候老化试验与人工加速老化试验间的相关性系数R，并在人工加速老化试验中获得复合材料构件的人工失效时间T3，通过相关公式的计算，即可得到复合材料构件在自然气候老化试验中的自然失效时间，即复合材料构件的寿命，使用本专利技术方法可缩短试验时间，节约试验成本。本专利技术可适用于树脂型复合材料构件的寿命预测。具体实施例方式详细说明本专利技术在研究复合材料构件寿命的应用。一种，包括以下步骤1)在自然气候老化试验中获得复合材料构件性能达到ー预定值时所需的自然时间Tl ； 2)在人工加速老化试验中获得复合材料构件性能达到步骤I)所述预定值时所需的人工时间T2 ；3)根据Tl和T2得出自然气候老化试验和人工加速老化试验间的时间性系数R； 4)在人工加速老化试验中获得复合材料构件的人工失效时间T3； 5)根据R和T3，确定复合材料构件在自然气候老化试验中的自然失效时间T4。作为本专利技术优选的实施方式，在步骤2)和/或步骤4)中，人工加速老化试验包括以下步骤1)将复合材料构件置于人工加速老化试验装置内，并对复合材料构件施加拉カ和电压； 2)在人工加速老化试验装置内模拟光辐射环境，持续一定时间； 3)在人工加速老化试验装置内模拟光辐射和淋雨环境，持续一定时间； 4)在人工加速老化试验装置内模拟盐雾环境，持续一定时间； 5)在人工加速老化试验装置内模拟光辐射和淋雨环境，持续一定时间； 6)在人工加速老化试验装置内模拟湿热环境，持续一定时间； 7)重复步骤2)至步骤6)的操作，复合材料构件性能达到预定值或复合材料构件失效。作为本专利技术优选的实施方式，所述复合材料构件性能为冲击强度或拉伸强度或弯曲強度。作为本专利技术优选的实施方式，所述光辐射和淋雨环境指的是在每2小时进行O. 3小时淋雨。作为本专利技术优选的实施方式，所述一定时间为Γ8小时。作为本专利技术优选的实施方式，相关性系数R的公式为R= Tl/ T2。作为本专利技术优选的实施方式，自然失效时间T4的推导公式为T4= R T3。在本专利技术中，用于模拟人工加速老化试样环境的设备是ー套多因数环境老化试验装置，其能模拟出盐雾状态、淋 雨状态、光辐射状态、受カ状态以及高压电状态，并根据试验需要，可调整相关參数，可模拟出不同试验环境。下面优选以复合材料构件的弯曲強度为參数作为本专利技术的实施例，具体步骤如下 1)在自然气候老化试验中获得复合材料构件弯曲强度达到一预定值时所需的自然时间Tl，也可以通过查阅相关自然气候老化试验的文献得到Tl ； 2)将若干个复合材料构件置于人工加速老化试验装置中，对复合材料构件施加范围为500kg 1500kg的拉力，并施加范围为28. 9千伏 35千伏的电压；在人工加速老化试验装置内模拟光辐射环境，使装置内的工作温度处于35°C 45°C，相対湿度30%飞0%，持续4小时后，模拟光辐射和淋雨交替环境，并使装置内的工作温度处于35°C 45°C，相対湿度30%飞0%，持续4小时后，模拟盐雾环境，并使盐雾温度为15°C ^25°C，持续4小时后；模拟光辐射和淋雨交替环境，并使装置内的工作温度处于35°C 45°C，相対湿度30%飞0%，持续8小时后，模拟湿热环境，装置内温度为48°C 52°C，持续4小时后，依次模拟光辐射环境、光辐射和淋雨交替环境、盐雾环境、光辐射和淋雨交替环境以及湿热环境，如此循环，并在人エ加速老化试验装置中取出复合材料构件，并对其进行弯曲強度测试，当测试数据达到预定值时，可记录到达该预定值时的人工时间T2 ;并根据T1、T2和R= Tl/ Τ2可得出自然气候老化试验和人工加速老化试验间的时间性系数R ;继续进行试验，直至复合材料构件失效，记录人工失效时间Τ3 ； 3)根据步骤2)中的相关性系数R和步骤4)中所得到的人工失效时间Τ3，并通过公式R= Tl/ Τ2，可得出复合材料构件在自然气候老化试验中的自然失效时间Τ4= R Τ3，代入Τ3的数据可计算得到得出Τ4，即可得出复合材料构件的寿命。以上是对本专利技术的较佳实施方式进行了具体说明，但本专利技术创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本专利技术精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合材料构件寿命的预测方法，其特征在于包括以下步骤 1)在自然气候老化试验中获得复合材料构件性能达到ー预定值时所需的自然时间Tl ； 2)在人工加速老化试验中获得复合材料构件性能达到步骤I)所述预定值时所需的人エ时间T2 ；3)根据Tl和T2得出自然气候老化试验和人工加速老化试验间的时间性系数R； 4)在人工加速老化试验中获得复合材料构件的人工失效时间T3； 5)根据R和T3，确定复合材料构件在自然气候老化试验中的自然失效时间T4。2.根据权利要求I所述的复合材料构件寿命的预测方法，其特征在于在步骤2)和/ 或步骤4)中所述的人工加速老化试验包括以下步骤 1)将若干个复合材料构件置于人工加速老化试验装置内，并对复合材料构件施加拉カ和电压； 2)在人工加速老化试验装置内模拟光辐射环境，持续一定时间； 3)在人工加速老化试验装置内模拟光辐射和淋雨环境，持续一定时间； 4)...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏仕琼，林玛丽，王春江，谢佐鹏，吴辉澎，周建新，杨元春，王振权，蒋霓，
申请(专利权)人：广州合成材料研究院有限公司，常熟风范电力设备股份有限公司，
类型：发明
国别省市：