本發(fā)明涉及產(chǎn)品壽命計(jì)算技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種橡膠材料產(chǎn)品壽命預(yù)測(cè)方法。

背景技術(shù)：

為了保證無(wú)人機(jī)的飛行安全及工作性能，需要預(yù)測(cè)無(wú)人機(jī)的儲(chǔ)存時(shí)間。特別是對(duì)于橡膠材料產(chǎn)品，由于橡膠材料產(chǎn)品無(wú)人機(jī)部件組裝完成后，橡膠材料產(chǎn)品會(huì)受到初始裝配應(yīng)力的擠壓而發(fā)生變形，還會(huì)受到儲(chǔ)存空間的濕度影響及溫度影響。無(wú)人機(jī)整機(jī)裝配完成后，對(duì)于橡膠材料產(chǎn)品同樣會(huì)遇到這些問題。在現(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)于橡膠材料產(chǎn)品只能通過(guò)定期檢查，提前更換，目前還沒有一種有效的方式能夠預(yù)測(cè)橡膠材料產(chǎn)品的剩余壽命。這樣不僅增加了機(jī)檢人員的工作量，而且反復(fù)拆裝會(huì)對(duì)無(wú)人機(jī)的裝配精度產(chǎn)生影響，進(jìn)而影響無(wú)人機(jī)的性能。另外，提前更換橡膠產(chǎn)品也會(huì)造成資源的浪費(fèi)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種橡膠材料產(chǎn)品壽命預(yù)測(cè)方法，以解決或至少減輕背景技術(shù)中所存在的至少一處的問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：提供一種橡膠材料產(chǎn)品壽命預(yù)測(cè)方法，包含以下內(nèi)容：

計(jì)算橡膠材料產(chǎn)品由于溫度影響導(dǎo)致的位移變化量λ_wd；

計(jì)算所述橡膠材料產(chǎn)品由于存儲(chǔ)空間的濕度影響導(dǎo)致的腐蝕深度λ_sd；

計(jì)算所述橡膠材料產(chǎn)品在初始裝配應(yīng)力作用下產(chǎn)生的位移變化量λ_n；

計(jì)算所述橡膠材料產(chǎn)品的厚度變化量λ，λ＝λ_n+λ_wd+λ_sd；

計(jì)算所述橡膠材料產(chǎn)品的剩余壽命N，其中，a,b,c為仿真參數(shù)。

優(yōu)選地，根據(jù)所述橡膠材料產(chǎn)品的剩余壽命N，計(jì)算在所述存儲(chǔ)環(huán)境下的材料損傷擴(kuò)散方程，

其中，K＝-0.32,n為時(shí)間跨度,N剩余壽命，R為綜合應(yīng)力比；

R＝R_zh+R_wd,

其中，R_wd為溫度場(chǎng)對(duì)應(yīng)的載荷應(yīng)力比，R_zh為裝配載荷應(yīng)力比，P_zh為自身應(yīng)力載荷；

計(jì)算所述橡膠材料產(chǎn)品的材料損傷擴(kuò)散后的壽命參數(shù)ξ，

ξ(n)＝ξ₀[1-D(n)]，

其中，ξ₀為壽命參數(shù)初始值；

規(guī)定所述橡膠材料產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)壽命為n，0≤n≤N-1，所述橡膠材料產(chǎn)品的剩余厚度為：σ₀(n+1)＝σ₀-λ_sd-(1-ξ(n))σ₀，

其中，σ₀為橡膠材料產(chǎn)品初始厚度；σ₀(n+1)為第n+1年的橡膠材料產(chǎn)品初始厚度；λ_sd為腐蝕深度；ξ(n)為第n年壽命參數(shù)。

優(yōu)選地，所述橡膠材料產(chǎn)品由于溫度影響導(dǎo)致的位移變化量

λ_wd＝α·σ₀(n)·T

式中，α為材料膨脹系數(shù)；

σ₀(n)為第n年的橡膠材料產(chǎn)品的初始厚度；

T為橡膠材料產(chǎn)品的存儲(chǔ)環(huán)境溫度；

λ_wd為橡膠材料產(chǎn)品由于溫度影響導(dǎo)致的位移變化量。

優(yōu)選地，所述橡膠材料產(chǎn)品由于存儲(chǔ)空間的濕度影響導(dǎo)致的腐蝕深度為

λ_sd＝Me^-mH+Ne^nH

式中，M,N,m,n為仿真參數(shù)；H為橡膠材料產(chǎn)品儲(chǔ)存環(huán)境的相對(duì)濕度。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：本發(fā)明提供了一種橡膠材料產(chǎn)品壽命預(yù)測(cè)方法，能夠在考慮橡膠材料產(chǎn)品初始裝配應(yīng)力、儲(chǔ)存環(huán)境溫度及儲(chǔ)存環(huán)境濕度影響的條件下，計(jì)算出橡膠材料產(chǎn)品的剩余壽命，為設(shè)備橡膠材料產(chǎn)品的檢查及更換提供了依據(jù)，減少了設(shè)備的拆裝次數(shù)，有利于提高設(shè)備檢查工作效率及維持設(shè)備的裝配精度，從而保證設(shè)備的性能。另外，降低了橡膠材料產(chǎn)品的更換，提高了產(chǎn)品市盈率，節(jié)約了資源?？捎行П苊庖蛳鹉z材料產(chǎn)品而導(dǎo)致的設(shè)備故障，有利于提高設(shè)備的整機(jī)壽命。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行更加詳細(xì)的描述。所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。下面通過(guò)參考描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)“中心”、“縱向”、“橫向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。

一種橡膠材料產(chǎn)品壽命預(yù)測(cè)方法，包含以下內(nèi)容，計(jì)算橡膠材料產(chǎn)品由于溫度影響導(dǎo)致的位移變化量λ_wd；在本實(shí)施例中，橡膠材料產(chǎn)品由于溫度影響導(dǎo)致的位移變化量λ_wd的具體計(jì)算方法為

λ_wd＝α·σ₀(n)·T

式中，α為材料膨脹系數(shù)；

σ₀(n)為第n年的橡膠材料產(chǎn)品的初始厚度；

T為橡膠材料產(chǎn)品的存儲(chǔ)環(huán)境溫度；

λ_wd為橡膠材料產(chǎn)品由于溫度影響導(dǎo)致的位移變化量。

計(jì)算所述橡膠材料產(chǎn)品由于存儲(chǔ)空間的濕度影響導(dǎo)致的腐蝕深度λ_sd；在本實(shí)施例中，橡膠材料產(chǎn)品由于存儲(chǔ)空間的濕度影響導(dǎo)致的腐蝕深度為

λ_sd＝Me^-mH+Ne^nH

式中，M,N,m,n為仿真參數(shù)，仿真參數(shù)是由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)回歸分析給出的；H為橡膠材料產(chǎn)品儲(chǔ)存環(huán)境的相對(duì)濕度。

計(jì)算所述橡膠材料產(chǎn)品在初始裝配應(yīng)力作用下產(chǎn)生的位移變化量λ_n；在本實(shí)施例中，根據(jù)橡膠墊產(chǎn)品性能，通過(guò)仿真軟件，計(jì)算橡膠材料產(chǎn)品在初始裝配應(yīng)力下的位移量λ_n。

計(jì)算所述橡膠材料產(chǎn)品的厚度變化量λ，λ＝λ_n+λ_wd+λ_sd；

計(jì)算所述橡膠材料產(chǎn)品的剩余壽命N，其中，a,b,c為仿真參數(shù)，仿真參數(shù)是由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)回歸分析給出的。

在本實(shí)施例中，根據(jù)所述橡膠材料產(chǎn)品的剩余壽命N，計(jì)算在所述存儲(chǔ)環(huán)境下的材料損傷擴(kuò)散方程，

其中，K＝-0.32,n為時(shí)間跨度,N剩余壽命，R為綜合應(yīng)力比；

R＝R_zh+R_wd,

其中，R_wd為溫度場(chǎng)對(duì)應(yīng)的載荷應(yīng)力比，R_zh為裝配載荷應(yīng)力比，P_zh為自身應(yīng)力載荷；

計(jì)算所述橡膠材料產(chǎn)品的材料損傷擴(kuò)散后的壽命參數(shù)ξ，

ξ(n)＝ξ₀[1-D(n)]，

其中，ξ₀為壽命參數(shù)初始值；

規(guī)定所述橡膠材料產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)壽命為n，0≤n≤N-1，所述橡膠材料產(chǎn)品的剩余厚度為：σ₀(n+1)＝σ₀-λ_sd-(1-ξ(n))σ₀，

其中，σ₀為橡膠材料產(chǎn)品初始厚度；σ₀(n+1)為第n+1年的橡膠材料產(chǎn)品初始厚度；λ_sd為腐蝕深度；ξ(n)為第n年壽命參數(shù)。

具體的，假設(shè)某橡膠墊初始厚度為σ₀＝10，在存儲(chǔ)溫度20攝氏度，存儲(chǔ)濕度20％，初始裝配應(yīng)力為80MP的情況下，壽命參數(shù)ξ<0.8時(shí)，橡膠墊故障。預(yù)測(cè)該情況下產(chǎn)品存儲(chǔ)壽命。

根據(jù)橡膠墊產(chǎn)品性能，通過(guò)仿真軟件，可以計(jì)算橡膠墊在初始裝配應(yīng)力下的位移量λ_n＝1.1604，材料膨脹系數(shù)為α＝-6.9×10^-5，計(jì)算可得：

λ_wd＝α·σ₀(n)·T＝-0.2021；

根據(jù)仿真結(jié)果，橡膠材料產(chǎn)品因存儲(chǔ)空間的濕度影響導(dǎo)致的腐蝕深度為：

λ_sd＝Me^-mH+Ne^nH＝0.3e^-20H+0.006e^0.04H＝0.0116；

考慮自身裝配應(yīng)力的典型材料在溫度影響下產(chǎn)生的位移偏移量與濕度影響下的腐蝕平均深度綜合在一起得到材料厚度變化量：

λ＝λ_n+λ_wd+λ_sd＝0.9699；

在外部環(huán)境條件確定情況下，仿真參數(shù)為a＝54；b＝1.174；c＝0.06636，可以得總剩余壽命為：

裝配載荷應(yīng)力比R_zh＝P_zh/100＝80/100＝0.8；

溫度場(chǎng)對(duì)應(yīng)的載荷應(yīng)力比

綜合應(yīng)力比R＝R_zh+R_wd＝0.8-0.14＝0.66；

取K＝-0.32，

假設(shè)n的時(shí)間跨度為N，即直接求解，壽命參數(shù)ξ>0.8，則n＝10.07年，如果為了精確求解，可以縮短n的時(shí)間跨度，如每年計(jì)算一次(如可根據(jù)檢測(cè)周期進(jìn)行確定)，根據(jù)公式σ₀(n+1)＝σ₀-λ_sd-(1-ξ(n))σ₀，更新每次計(jì)算的初始厚度，進(jìn)而估計(jì)材料的壽命?？梢郧蠼獾胣＝10年，即需要十年后更換該器件。

本發(fā)明提供了一種橡膠材料產(chǎn)品壽命預(yù)測(cè)方法，能夠在考慮橡膠材料產(chǎn)品初始裝配應(yīng)力、儲(chǔ)存環(huán)境溫度及儲(chǔ)存環(huán)境濕度影響的條件下，計(jì)算出橡膠材料產(chǎn)品的剩余壽命，為無(wú)人機(jī)橡膠材料產(chǎn)品的檢查及更換提供了依據(jù)，減少了無(wú)人機(jī)的拆裝次數(shù)，有利于提高無(wú)人機(jī)檢查工作效率及維持無(wú)人機(jī)的裝配精度，從而保證無(wú)人機(jī)的性能。另外，降低了橡膠材料產(chǎn)品的更換，提高了產(chǎn)品市盈率，節(jié)約了資源?？捎行П苊庖蛳鹉z材料產(chǎn)品而導(dǎo)致的無(wú)人機(jī)故障，有利于提高無(wú)人機(jī)的整機(jī)壽命

最后需要指出的是：以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制。盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。