[發明專利]一種預測自然環境下LDPE老化等級的模糊識別模型建立方法

有效

• 申請號: 202010176074.6
• 申請日: 2020-03-13
• 公開（公告）號: CN111339679B
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發明（設計）人: 安江峰;吳軍;周學杰;鄭鵬華;潘瑩;劉煉
• 申請（專利權）人: 武漢材料保護研究所有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G16C60/00;G06N7/02;G06F119/04
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 楊宏偉

1.一種預測自然環境下LDPE老化等級的模糊識別模型建立方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、參數選取，選取拉伸強度、斷裂伸長率、彎曲強度、沖擊強度、黃色指數、羰基指數、表面裂紋面積比為LDPE性能表征參數，選取溫度、輻照、水和氧作為影響LDPE老化的環境因素；

步驟2、試驗對象選取，選取低密度聚乙烯制成多個LDPE試樣為測試對象，在不同地區的野外試驗站進行1年、2年、3年周期的自然環境曝露試驗，記錄各曝曬周期LDPE試樣性能表征參數數據與環境參數數據，同一個試驗站同一個曝曬周期的多個LDPE試樣為一個樣本，每個樣本中的多個LDPE試樣分別用于測量拉伸強度、斷裂伸長率、彎曲強度、沖擊強度、黃色指數、羰基指數和表面裂紋面積比；

步驟3、計算每個樣本中LDPE試樣各項性能參數數據均值，建立包含所有樣本的原始性能參數矩陣Y=(y_ij)，其中，y_ij表示第i個樣本的第j個性能表征參數的值；

步驟4、將原始性能參數矩陣Y=(y_ij)歸一化，將數據尺度壓縮在[-1,1]內得到歸一化的性能參數矩陣A=(a_ij)，a_ij表示第i個樣本歸一化后的第j個性能表征參數值；

步驟5、采用主成分法對性能參數矩陣A提取因子，一共得到七個因子，其中第一個因子的方差貢獻率遠大于剩余因子，因此采用第一個因子來計算LDPE老化的因子得分值FS：

公式二

步驟6、根據公式二計算得到的各野外站曝露三年的LDPE試樣的因子得分值，根據因子得分值大小，將LDPE試樣老化分為多個等級，其中為矩陣A中的第一列，/為矩陣A中的第二列，以此類推；

步驟7、引入模糊集理論來處理由于環境參數邊界模糊引起的不確定性，采用層次分析法對影響LDPE老化的環境因素進行系統劃分與權重計算，建立模糊識別模型；

步驟8、以環境參數和老化狀態已知的環境為評語集，對環境參數已知但老化狀態未知的待評價環境進行模糊綜合評價，考察待評價環境與評語集的隸屬度，對步驟7中建立的模糊識別模型進行驗證。

2.如權利要求1所述的模糊識別模型建立方法，其特征在于：所述步驟2中，每個樣本中包括多根啞鈴試樣、多根立方長條試樣、多根立方長條試樣和多根方片試樣，其中啞鈴試樣用于測試拉伸強度和斷裂伸長率，立方長條試樣用于測試彎曲強度，立方長條試樣用于測試沖擊強度，方片試樣用于測試黃色指數、羰基指數和表面裂紋面積比。

3.如權利要求2所述的模糊識別模型建立方法，其特征在于：所述影響LDPE老化的環境因素中，溫度按照由高至低的梯度分為日最高溫大于40℃的日最高溫積溫U₁₁，日最高溫在35～39℃之間的日最高溫積溫U₁₂、日最高溫在30～34℃之間的日最高溫積溫U₁₃、日最高溫在20～29℃之間的日最高溫積溫U₁₄；輻照分為總輻照量U₂₁和日照時間U₂₂；水分為平均濕度U₃₁、降雨量U₃₂和降雨量大于或等于0.1mm的降雨天數U₃₃；氧為平均氣壓U₄。

4.如權利要求3所述的模糊識別模型建立方法，其特征在于：所述步驟6中，根據因子得分值將多個LDPE試樣老化從輕到重分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ五個老化等級。