[發(fā)明專利]一種含均勻孔隙材料老化模量分析方法和系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2021-01-19
• 公開（公告）號: CN112903471A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 何兵;王群;潘娟;張杰;胡琛;趙欣
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍火箭軍工程大學(xué)
• 主分類號: G01N3/18
• 分類號: G01N3/18;G01N3/06
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 張琳麗

1.一種含均勻孔隙材料老化模量分析方法，其特征在于，包括：

獲取A型表征試件、B型表征試件和C型表征試件；所述A型表征試件為含均勻孔隙的微焦點斷層掃描試件；所述B型表征試件為含均勻孔隙的拉伸試件；所述C型表征試件為不含孔隙的拉伸試件；

分別獲取所述A型表征試件在特定老化溫度下的圖像數(shù)據(jù)、所述B型表征試件在特定老化溫度下進(jìn)行拉伸后的損傷數(shù)據(jù)，以及所述C型表征試件在特定老化溫度下進(jìn)行拉伸后的損傷數(shù)據(jù)；

根據(jù)所述B型表征試件在特定老化溫度下進(jìn)行拉伸后的損傷數(shù)據(jù)，以及所述C型表征試件在特定老化溫度下進(jìn)行拉伸后的損傷數(shù)據(jù)確定第一損傷退化基準(zhǔn)模量；

對所述第一損傷退化基準(zhǔn)模量進(jìn)行擬合得到第一模量擬合結(jié)果；

獲取變形數(shù)據(jù)；

根據(jù)所述A型表征試件在特定老化溫度下的圖像數(shù)據(jù)確定第二損傷退化基準(zhǔn)模量；

對所述第二損傷退化基準(zhǔn)模量進(jìn)行擬合得到第二模量擬合結(jié)果；

根據(jù)所述第一模量擬合結(jié)果和所述第二模量擬合結(jié)果得到含均勻孔隙高分子材料的老化模量。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含均勻孔隙材料老化模量分析方法，其特征在于，所述獲取A型表征試件、B型表征試件和C型表征試件，之前還包括：

采用同批次原材料分別制備p組所述A型表征試件、p組所述B型表征試件和p組所述C型表征試件。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含均勻孔隙材料老化模量分析方法，其特征在于，獲取所述A型表征試件在特定老化溫度下的圖像數(shù)據(jù)，具體包括：

按照高分子材料的熱空氣加速老化試驗的技術(shù)要求選取老化溫度；

按照高分子材料的熱空氣加速老化規(guī)律，在所述A型表征試件最大壽命周期內(nèi)均勻選擇q個等當(dāng)老化時刻；

將p組所述A型表征試件投入溫度為所選取的老化溫度的熱空氣加速試驗設(shè)備中，并依據(jù)q個等當(dāng)老化時刻分別依次取出每組A型表征試件；

對取出的p組所述A型表征試件分別進(jìn)行微焦點斷層掃描，得到掃描圖像；

對所述掃描圖像進(jìn)行三維重構(gòu)得到所述A型表征試件在特定老化溫度下的圖像數(shù)據(jù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的含均勻孔隙材料老化模量分析方法，其特征在于，獲取所述B型表征試件在特定老化溫度下進(jìn)行拉伸后的損傷數(shù)據(jù)，具體包括：

將p組所述B型表征試件投入溫度為所述老化溫度的熱空氣加速試驗設(shè)備中，并依據(jù)q個等當(dāng)老化時刻分別依次取出每組B型表征試件；

對取出的p組所述B型表征試件分別進(jìn)行拉伸性能測試后，取每組B型表征試件的拉伸性能均值，得到所述B型表征試件在特定老化溫度下進(jìn)行拉伸后的損傷數(shù)據(jù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的含均勻孔隙材料老化模量分析方法，其特征在于，獲取所述C型表征試件在特定老化溫度下進(jìn)行拉伸后的損傷數(shù)據(jù)，具體包括：

將p組所述C型表征試件投入溫度為所述老化溫度的熱空氣加速試驗設(shè)備中，并依據(jù)q個等當(dāng)老化時刻分別依次取出每組C型表征試件；

對取出的p組所述C型表征試件分別進(jìn)行拉伸性能測試后，取每組C型表征試件的拉伸性能均值，得到所述C型表征試件在特定老化溫度下進(jìn)行拉伸后的損傷數(shù)據(jù)。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的含均勻孔隙材料老化模量分析方法，其特征在于，所述獲取變形數(shù)據(jù)，之前還包括：

在結(jié)構(gòu)有限元分析軟件中導(dǎo)入，經(jīng)特定處理后，生成網(wǎng)格；所述特定處理包括幾何修復(fù)；

按照高分子材料的技術(shù)規(guī)范確定模量和泊松比，并將所述模量和所述泊松比輸入所述結(jié)構(gòu)有限元分析軟件中，施加周期性邊界條件及單位載荷及設(shè)定求解參數(shù)后，進(jìn)行有限元分析，獲得變形數(shù)據(jù)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含均勻孔隙材料老化模量分析方法，其特征在于，所述含均勻孔隙高分子材料的老化模量為Edama(t)：

Edama(t)＝(E_D(t)+E_Dd(t))/2；

式中，E_D(t)為第一模量擬合結(jié)果，E_Dd(t)為第二模量擬合結(jié)果。

8.一種含均勻孔隙材料老化模量分析系統(tǒng)，其特征在于，包括：

表征試件獲取模塊，用于獲取A型表征試件、B型表征試件和C型表征試件；所述A型表征試件為含均勻孔隙的微焦點斷層掃描試件；所述B型表征試件為含均勻孔隙的拉伸試件；所述C型表征試件為不含孔隙的拉伸試件；

數(shù)據(jù)獲取模塊，用于分別獲取所述A型表征試件在特定老化溫度下的圖像數(shù)據(jù)、所述B型表征試件在特定老化溫度下進(jìn)行拉伸后的損傷數(shù)據(jù)，以及所述C型表征試件在特定老化溫度下進(jìn)行拉伸后的損傷數(shù)據(jù)；

第一損傷退化基準(zhǔn)模量確定模塊，用于根據(jù)所述B型表征試件在特定老化溫度下進(jìn)行拉伸后的損傷數(shù)據(jù)，以及所述C型表征試件在特定老化溫度下進(jìn)行拉伸后的損傷數(shù)據(jù)確定第一損傷退化基準(zhǔn)模量；

第一模量擬合結(jié)果確定模塊，用于對所述第一損傷退化基準(zhǔn)模量進(jìn)行擬合得到第一模量擬合結(jié)果；

變形數(shù)據(jù)獲取模塊，用于獲取變形數(shù)據(jù)；

第二損傷退化基準(zhǔn)模量確定模塊，用于根據(jù)所述A型表征試件在特定老化溫度下的圖像數(shù)據(jù)確定第二損傷退化基準(zhǔn)模量；

第二模量擬合結(jié)果確定模塊，用于對所述第二損傷退化基準(zhǔn)模量進(jìn)行擬合得到第二模量擬合結(jié)果；

老化模量確定模塊，用于根據(jù)所述第一模量擬合結(jié)果和所述第二模量擬合結(jié)果得到含均勻孔隙高分子材料的老化模量。