[發(fā)明專利]發(fā)泡橡膠材料老化性能反映方法和裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110934014.0
• 申請日: 2021-08-13
• 公開（公告）號: CN113808675A
• 公開（公告）日: 2021-12-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱敏;邵照群;周源;吳飛;李彪;郝世彪;溫彬平
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍海軍工程大學(xué)
• 主分類號: G16C10/00
• 分類號: G16C10/00;G06F30/20;G06F113/26;G06F119/08;G06F119/14
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 李文麗

本發(fā)明提供一種發(fā)泡橡膠材料老化性能反映方法和裝置。其中，方法包括：獲取發(fā)泡橡膠材料的永久變形率、應(yīng)力松弛參數(shù)和應(yīng)力?應(yīng)變曲線參數(shù)；根據(jù)永久變形率和應(yīng)力松弛參數(shù)，擬合得到任意溫度和壓縮率條件下永久變形率退化軌跡和應(yīng)力松弛退化軌跡，結(jié)合艾琳老化模型，得到永久變形率和應(yīng)力松弛的加速退化模型；根據(jù)應(yīng)力?應(yīng)變曲線參數(shù)，利用超彈性模型，擬合得到老化前發(fā)泡橡膠材料的本構(gòu)模型；根據(jù)永久變形率退化軌跡和應(yīng)力松弛退化軌跡，確定本構(gòu)模型中的隨老化時(shí)間變化的目標(biāo)參數(shù)的變化規(guī)律；將目標(biāo)參數(shù)的變化規(guī)律代入本構(gòu)模型中，獲得材料老化相關(guān)壓縮本構(gòu)模型。如此，通過搭建的材料老化相關(guān)壓縮本構(gòu)模型，反映材料在老化過程中的性能的變化。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及到高分子材料老化力學(xué)性能研究技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種發(fā)泡橡膠材料老化性能反映方法和裝置。

背景技術(shù)

發(fā)泡橡膠具有良好的減震、隔熱、隔音和密封性能，常用于重要零部件間定位，減震和防轉(zhuǎn)。通常發(fā)泡橡膠在使用過程中長期受載荷作用，并暴露在外界環(huán)境中，會發(fā)生加速老化。老化后的發(fā)泡橡膠材料物理結(jié)構(gòu)和化學(xué)結(jié)構(gòu)均發(fā)生改變，這些改變最終會影泡沫橡膠的宏觀性能，影響裝備的安全使用。

現(xiàn)有技術(shù)中，常常采用應(yīng)力松弛率、永久變形率等指標(biāo)來衡量發(fā)泡橡膠老化程度。目前對老化指標(biāo)的研究已經(jīng)相當(dāng)完善并形成了相應(yīng)國家標(biāo)準(zhǔn)。近年來也有學(xué)者通過研究材料本構(gòu)模型的參數(shù)變化來研究材料力學(xué)性能。但此類研究多通過擬合的方法來確定本構(gòu)模型參數(shù)，不能揭示材料本構(gòu)模型與老化性能指標(biāo)之間的聯(lián)系。如何通過本構(gòu)模型反映材料老化過程中的性能成為了需要解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種發(fā)泡橡膠材料老化性能反映方法和裝置，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中本構(gòu)模型無法反映材料老化過程中的性能缺陷。

本發(fā)明提供一種發(fā)泡橡膠材料老化性能反映方法，包括：

獲取發(fā)泡橡膠材料的永久變形率、應(yīng)力松弛參數(shù)和應(yīng)力-應(yīng)變曲線參數(shù)；

根據(jù)所述永久變形率和所述應(yīng)力松弛參數(shù)，結(jié)合艾琳(Eyring)老化模型，擬合得到任意溫度和壓縮率條件下永久變形率退化軌跡和應(yīng)力松弛退化軌跡；

根據(jù)所述應(yīng)力-應(yīng)變曲線參數(shù)，利用超彈性(Odgen Hyperfoam)模型，擬合得到老化前發(fā)泡橡膠材料的本構(gòu)模型；

根據(jù)所述永久變形率退化軌跡和所述應(yīng)力松弛退化軌跡，確定本構(gòu)模型中的隨老化時(shí)間變化的目標(biāo)參數(shù)的變化規(guī)律；

將所述目標(biāo)參數(shù)的變化規(guī)律代入所述本構(gòu)模型中，獲得材料老化相關(guān)壓縮本構(gòu)模型。

可選的，所述獲取發(fā)泡橡膠材料的永久變形率、應(yīng)力松弛參數(shù)和應(yīng)力-應(yīng)變曲線參數(shù)，包括：

將多個(gè)發(fā)泡橡膠材料的試樣放入的對應(yīng)恒溫老化箱；各個(gè)所述恒溫老化箱選取不同的環(huán)境參數(shù)；所述環(huán)境參數(shù)包括溫度和壓縮率；

控制所述恒溫老化箱進(jìn)行加速老化試驗(yàn)；

每間隔預(yù)設(shè)時(shí)間，測量所述試樣的永久變形率、應(yīng)力松弛參數(shù)和應(yīng)力-應(yīng)變參數(shù)，得到老化前的永久變形率、老化前應(yīng)力松弛參數(shù)、老化前應(yīng)力-應(yīng)變參數(shù)、老化后的永久變形率、老化后應(yīng)力松弛參數(shù)和老化后應(yīng)力-應(yīng)變參數(shù)。

可選的，所述根據(jù)所述永久變形率和所述應(yīng)力松弛參數(shù)，結(jié)合艾琳 (Eyring)老化模型，擬合得到任意溫度和壓縮率條件下永久變形率退化軌跡和應(yīng)力松弛退化軌跡包括：

對老化過程中得到的同一環(huán)境參數(shù)下，永久變形率和應(yīng)力松弛參數(shù)擬合，得到確定環(huán)境參數(shù)下的永久變形率退化軌跡和應(yīng)力松弛退化軌跡；

根據(jù)所述確定環(huán)境參數(shù)下的永久變形率退化軌跡和應(yīng)力松弛退化軌跡，計(jì)算材料的偽失效壽命；

基于不同環(huán)境參數(shù)下的偽失效壽命，并使用最小二乘法進(jìn)行擬合確定艾琳(Eyring)老化模型的相關(guān)參數(shù)；