CN102654498A - 复合材料构件寿命的预测方法 - Google Patents
复合材料构件寿命的预测方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102654498A CN102654498A CN2012100647826A CN201210064782A CN102654498A CN 102654498 A CN102654498 A CN 102654498A CN 2012100647826 A CN2012100647826 A CN 2012100647826A CN 201210064782 A CN201210064782 A CN 201210064782A CN 102654498 A CN102654498 A CN 102654498A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- composite element
- aging test
- accelerated aging
- artificial
- artificial accelerated
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Testing Resistance To Weather, Investigating Materials By Mechanical Methods (AREA)
Abstract
本发明公开了一种复合材料构件寿命的预测方法，本发明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，使用本发明方法可缩短试验时间，节约试验成本。本发明可适用于树脂型复合材料构件的寿命预测。
Description
技术领域
本发明涉及一种寿命预测方法，特别是一种复合材料构件的寿命预测方法。
背景技术
复合材料，即树脂型复合材料，由于具有重量轻、强度高、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，如电力设施中使用的杆塔，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强化的自然气候环境，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。
发明内容
本发明的目的，在于提供一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。
本发明解决其技术问题的解决方案是：一种复合材料构件寿命的预测方法，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一预定值时所需的自然时间T1；
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1）所述预定值时所需的人工时间T2；
3) 根据T1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一步改进，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力和电压；
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一步改进，所述复合材料构件性能为冲击强度或拉伸强度或弯曲强度。
作为上述技术方案的进一步改进，所述光辐射和淋雨环境指的是在每2小时进行0.3小时淋雨。
作为上述技术方案的进一步改进，所述一定时间为4~8小时。
作为上述技术方案的进一步改进，相关性系数R的公式为R= T1/ T2。
作为上述技术方案的进一步改进，自然失效时间T4的推导公式为T4= R T3。
本发明的有益效果是：本发明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，使用本发明方法可缩短试验时间，节约试验成本。
本发明可适用于树脂型复合材料构件的寿命预测。
具体实施方式
详细说明本发明在研究复合材料构件寿命的应用。
一种复合材料构件寿命的预测方法，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一预定值时所需的自然时间T1；
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1）所述预定值时所需的人工时间T2；
3) 根据T1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。
作为本发明优选的实施方式，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力和电压；
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。
作为本发明优选的实施方式，所述复合材料构件性能为冲击强度或拉伸强度或弯曲强度。
作为本发明优选的实施方式，所述光辐射和淋雨环境指的是在每2小时进行0.3小时淋雨。
作为本发明优选的实施方式，所述一定时间为4~8小时。
作为本发明优选的实施方式，相关性系数R的公式为R= T1/ T2。
作为本发明优选的实施方式，自然失效时间T4的推导公式为T4= R T3。
在本发明中，用于模拟人工加速老化试样环境的设备是一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、受力状态以及高压电状态，并根据试验需要，可调整相关参数，可模拟出不同试验环境。下面优选以复合材料构件的弯曲强度为参数作为本发明的实施例，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T1，也可以通过查阅相关自然气候老化试验的文献得到T1 ；
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℃~45℃，相对湿度：30%~60%，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℃~45℃，相对湿度：30%~60%，持续4小时后，模拟盐雾环境，并使盐雾温度为15℃~25℃，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℃~45℃，相对湿度：30%~60%，持续8小时后，模拟湿热环境，装置内温度为48℃~52℃，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，并在人工加速老化试验装置中取出复合材料构件，并对其进行弯曲强度测试，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= T1/ T2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T3；
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T3，并通过公式R= T1/ T2，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T4= R T3，代入T3的数据可计算得到得出T4 ，即可得出复合材料构件的寿命。
以上是对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明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发明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。
Claims (7)
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一预定值时所需的自然时间T1；
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1）所述预定值时所需的人工时间T2；
3)根据T1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1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力和电压；
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，直至复合材料构件性能达到预定值或复合材料构件失效。
3.根据权利要求2所述的复合材料构件寿命的预测方法，其特征在于：所述复合材料构件性能为冲击强度或拉伸强度或弯曲强度。
4.根据权利要求3所述的复合材料构件寿命的预测方法，其特征在于：所述光辐射和淋雨环境指的是在每2小时进行0.3小时淋雨。
5.根据权利要求3所述的复合材料构件寿命的预测方法，其特征在于：所述一定时间为4~8小时。
6.根据权利要求1或2所述的复合材料构件寿命的预测方法，其特征在于：相关性系数R的公式为R= T1/ T2。
7.根据权利要求1或2所述的复合材料构件寿命的预测方法，其特征在于：自然失效时间T4的公式为T4= R T3。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2012100647826A CN102654498A (zh) | 2012-03-13 | 2012-03-13 | 复合材料构件寿命的预测方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2012100647826A CN102654498A (zh) | 2012-03-13 | 2012-03-13 | 复合材料构件寿命的预测方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102654498A true CN102654498A (zh) | 2012-09-05 |
Family
ID=46730154
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2012100647826A Pending CN102654498A (zh) | 2012-03-13 | 2012-03-13 | 复合材料构件寿命的预测方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102654498A (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104181279A (zh) * | 2014-08-25 | 2014-12-03 | 四川大学 | 多环境因素下聚合物材料的老化失效规律及寿命的预测方法 |
| CN106198367A (zh) * | 2016-06-30 | 2016-12-07 | 无锡市华东电力设备有限公司 | 复合材料构件寿命的预测方法 |
| CN106546530A (zh) * | 2016-10-26 | 2017-03-29 | 中国航空工业集团公司北京航空材料研究院 | 在复合材料层压板上引入冲击损伤的实验室环境试验方法 |
| CN114166730A (zh) * | 2021-03-26 | 2022-03-11 | 广州合成材料研究院有限公司 | 一种模拟自然环境的人工加速老化试验方法及其应用 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102192973A (zh) * | 2010-02-19 | 2011-09-21 | 宝理塑料株式会社 | 聚酯树脂的湿热老化行为的预测方法 |
| JP2011185940A (ja) * | 2010-03-10 | 2011-09-22 | Atlas Material Testing Technology Llc | 正確な耐用寿命を予測するための方法及び装置 |
-
2012
- 2012-03-13 CN CN2012100647826A patent/CN102654498A/zh active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102192973A (zh) * | 2010-02-19 | 2011-09-21 | 宝理塑料株式会社 | 聚酯树脂的湿热老化行为的预测方法 |
| JP2011185940A (ja) * | 2010-03-10 | 2011-09-22 | Atlas Material Testing Technology Llc | 正確な耐用寿命を予測するための方法及び装置 |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| GEORGE WYPYCH: "加速老化的相关性与使用寿命预测", 《环境技术》 * |
| 刘冠文 等: "塑料人工气候老化试验", 《合成材料老化与应用》 * |
| 杨旭东 等: "土工合成材料的老化性能研究", 《合成材料老化与应用》 * |
| 肇研 等: "聚合物基复合材料自然老化寿命预测方法", 《航空材料学报》 * |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104181279A (zh) * | 2014-08-25 | 2014-12-03 | 四川大学 | 多环境因素下聚合物材料的老化失效规律及寿命的预测方法 |
| CN104181279B (zh) * | 2014-08-25 | 2016-03-30 | 四川大学 | 多环境因素下聚合物材料的老化失效规律及寿命的预测方法 |
| CN106198367A (zh) * | 2016-06-30 | 2016-12-07 | 无锡市华东电力设备有限公司 | 复合材料构件寿命的预测方法 |
| CN106546530A (zh) * | 2016-10-26 | 2017-03-29 | 中国航空工业集团公司北京航空材料研究院 | 在复合材料层压板上引入冲击损伤的实验室环境试验方法 |
| CN106546530B (zh) * | 2016-10-26 | 2019-09-13 | 中国航空工业集团公司北京航空材料研究院 | 在复合材料层压板上引入冲击损伤的实验室环境试验方法 |
| CN114166730A (zh) * | 2021-03-26 | 2022-03-11 | 广州合成材料研究院有限公司 | 一种模拟自然环境的人工加速老化试验方法及其应用 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102654498A (zh) | 复合材料构件寿命的预测方法 | |
| US8482309B2 (en) | Failure detecting method for a solar power generation system | |
| CN104198358B (zh) | 复合材料电杆多因子加速老化实验装置 | |
| CN106198367A (zh) | 复合材料构件寿命的预测方法 | |
| CN106934191B (zh) | 一种基于自相似性的wrf模式风速订正方法 | |
| CN106546530B (zh) | 在复合材料层压板上引入冲击损伤的实验室环境试验方法 | |
| CN106096213B (zh) | 一种opgw光缆双应力加速寿命综合评估方法 | |
| CN112666003A (zh) | 模拟舰载平台多元环境因素耦合作用的加速试验方法 | |
| WO2010069989A3 (en) | Method and system for testing wind turbine plants | |
| Kurtz et al. | Qualification testing versus quantitative reliability testing of PV-gaining confidence in a rapidly changing technology | |
| Kurtz et al. | Ensuring quality of PV modules | |
| CN114580187A (zh) | 服役中预制节段拼装用环氧胶粘剂剩余使用年限评估方法 | |
| Silva et al. | Probabilistic models for one-day ahead solar irradiance forecasting in renewable energy applications | |
| Narang et al. | High penetration PV deployment in the arizona public service system | |
| CN107919998A (zh) | 基于JMeter的传感器服务端功能测试方法与系统 | |
| JP2016177836A (ja) | 発電量評価装置、発電量評価方法および発電量評価プログラム | |
| 孙剑萍 et al. | Time-dependent reliability analysis for structures under multi-level loads and cumulative damages | |
| Balota et al. | Importance of lightning activity monitoring systems in transient analysis on wind turbine blade | |
| Habel et al. | Requirements to establish fibre-optic sensors for monitoring of structures | |
| Verma et al. | INCREASING PREDICTION ACCURACY OF UNIVARIATE SOLAR FORECASTING USING HOLT WINTER METHOD WITH DAMPED ADDITIVE TREND AND SEASONALITY | |
| Roro | CSIR expands its solar research infrastructure to benefit South African energy research | |
| Elia et al. | Technical risks for solar tower CSP plant: A study case | |
| WO2011027013A3 (es) | Métodos de medición de la carga de elementos de fijación utilizados en uniones de piezas | |
| Tothill et al. | Winterover scientists in Antarctic astrophysics | |
| Mazza | LONG-TERM SEISMIC RESPONSE OF BUILDINGS WITH ISOLATION DEVICES AFFECTED BY DETERIORATION EFFECTS |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20120905 |