本發(fā)明涉及壽命預(yù)測(cè)領(lǐng)域，尤其涉及一種gis氣密封橡膠壽命預(yù)測(cè)計(jì)算方法及裝置。

背景技術(shù)：

不同橡膠材料的透氣性差別較大。但目前還沒(méi)有對(duì)透氣系數(shù)在多大程度影響sf6的泄漏的研究。nbr雖然氣體滲透性低,但拉斷永久變形大,相應(yīng)的應(yīng)力松弛也較大,且臭氧老化后就產(chǎn)生裂紋繼而斷裂，因此長(zhǎng)期使用密封性下降。epr的透氣性也較低,耐老化性能較好,是較好的密封材料。為了評(píng)價(jià)gis常用三元乙丙、丁腈、氯丁橡膠o形圈性能的優(yōu)劣,在相同試驗(yàn)條件下對(duì)3種橡膠進(jìn)行了試驗(yàn)。結(jié)果表明氯丁橡膠相比三元乙丙和丁腈橡膠耐高溫和耐低溫性能差，耐天候試驗(yàn)中氯丁橡膠的拉伸強(qiáng)度下降比較明顯。丁腈橡膠的壓縮永久變形率變化較大，三元乙丙橡膠變化最小。三元乙丙橡膠具有優(yōu)良的力學(xué)性能、耐熱老化性能、耐低溫性能和耐受臭氧性能,壓縮永久變形率變化最小，僅僅是耐受不了礦物油，可作為gis密封圈的首選。

三元乙丙橡膠具有優(yōu)異的氣密性，并且三元乙丙橡膠的機(jī)械性能很好，在所能承受的gis設(shè)備的機(jī)械強(qiáng)度范圍內(nèi)對(duì)本身的氣密性影響不大，因此gis設(shè)備中sf6的密封通常使用三元乙丙橡膠作為其密封材料。

國(guó)標(biāo)規(guī)定預(yù)測(cè)橡膠使用壽命的失效閾值通常選用50％，但在實(shí)際使用中，并不是性能退化到50％就會(huì)產(chǎn)生漏油漏氣現(xiàn)象，可能提前，也可能推后。而選擇不同的失效閾值預(yù)測(cè)出的壽命有很大的差別。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種gis氣密封橡膠壽命預(yù)測(cè)計(jì)算方法及裝置，計(jì)算結(jié)果更準(zhǔn)確。

本發(fā)明實(shí)施例提供的一種gis氣密封橡膠壽命預(yù)測(cè)計(jì)算方法，包括：

s1：獲取預(yù)定的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)值、預(yù)定的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)值時(shí)的預(yù)定老化溫度下的橡膠老化時(shí)間和橡膠老化性能保留率，通過(guò)經(jīng)驗(yàn)動(dòng)力學(xué)公式和直線擬合法計(jì)算預(yù)定經(jīng)驗(yàn)常數(shù)值時(shí)預(yù)定老化溫度下的gis氣密封橡膠不同老化時(shí)間下的老化性能保留率；

s2：通過(guò)經(jīng)驗(yàn)動(dòng)力學(xué)公式和直線擬合法獲得的預(yù)定經(jīng)驗(yàn)常數(shù)值時(shí)預(yù)定老化溫度下的橡膠不同老化時(shí)間下的老化性能保留率的計(jì)算值和對(duì)應(yīng)所述計(jì)算值的橡膠不同老化時(shí)間下的老化性能保留率的預(yù)定值，對(duì)所述計(jì)算值和對(duì)應(yīng)所述計(jì)算值的預(yù)定值進(jìn)行相減、平方，再相加運(yùn)算計(jì)算預(yù)定的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)值的擬合值，獲得不同的預(yù)定的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)值進(jìn)行迭代更新所述擬合值，獲得最小擬合值對(duì)應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)值；

s3：通過(guò)最小擬合值對(duì)應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)值和直線擬合法獲得經(jīng)驗(yàn)動(dòng)力學(xué)公式中預(yù)定老化溫度下的反應(yīng)速率常數(shù)值，通過(guò)阿倫尼烏斯公式和直線擬合法獲得橡膠的表現(xiàn)活化能和頻率因子，獲得橡膠不同老化溫度下的反應(yīng)速率常數(shù)值，獲得橡膠對(duì)應(yīng)所述反應(yīng)速率常數(shù)值的老化溫度下的預(yù)定性能退化到預(yù)定的性能保留率的時(shí)間。

優(yōu)選地，所述步驟s1具體包括：

獲取預(yù)定的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)值di、預(yù)定的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)值di時(shí)的預(yù)定老化溫度下的橡膠老化時(shí)間t和橡膠老化性能保留率f(p)，通過(guò)經(jīng)驗(yàn)動(dòng)力學(xué)公式和直線擬合法計(jì)算預(yù)定的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)值di時(shí)的預(yù)定老化溫度下的經(jīng)驗(yàn)動(dòng)力學(xué)公式中的反應(yīng)速率常數(shù)ki和常數(shù)bi，獲得預(yù)定的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)值di時(shí)預(yù)定老化溫度下的gis氣密封橡膠不同老化時(shí)間下的老化性能保留率，其中經(jīng)驗(yàn)動(dòng)力學(xué)公式為：

f(p)＝bexp(-kt^d)

其中f(p)為橡膠老化性能保留率、b為常數(shù)、k為反應(yīng)速率常數(shù)、d為經(jīng)驗(yàn)常數(shù)，t為橡膠老化時(shí)間。

優(yōu)選地，所述步驟s2具體包括：

通過(guò)經(jīng)驗(yàn)動(dòng)力學(xué)公式和直線擬合法獲得的預(yù)定經(jīng)驗(yàn)常數(shù)值時(shí)預(yù)定老化溫度下的橡膠不同老化時(shí)間下的老化性能保留率的計(jì)算值和對(duì)應(yīng)所述計(jì)算值的橡膠不同老化時(shí)間下的老化性能保留率的預(yù)定值pij，對(duì)所述計(jì)算值和對(duì)應(yīng)所述計(jì)算值的預(yù)定值pij進(jìn)行相減、平方，再相加運(yùn)算計(jì)算預(yù)定的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)值的擬合值i，獲得不同的預(yù)定的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)值進(jìn)行迭代更新所述擬合值，獲得最小擬合值對(duì)應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)值，其中i為擬合值，為預(yù)定老化溫度下的橡膠不同老化時(shí)間下的老化性能保留率的計(jì)算值，pij為對(duì)應(yīng)所述計(jì)算值的橡膠不同老化時(shí)間下的老化性能保留率的預(yù)定值，i為老化溫度，j為測(cè)量點(diǎn)。

優(yōu)選地，所述步驟s3具體包括：

通過(guò)最小擬合值對(duì)應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)值和直線擬合法獲得經(jīng)驗(yàn)動(dòng)力學(xué)公式中預(yù)定老化溫度t下的反應(yīng)速率常數(shù)值k，通過(guò)阿倫尼烏斯公式和直線擬合法獲得橡膠的表現(xiàn)活化能e和頻率因子a，獲得橡膠不同老化溫度下的反應(yīng)速率常數(shù)值，獲得橡膠對(duì)應(yīng)所述反應(yīng)速率常數(shù)值的老化溫度下的預(yù)定性能退化到預(yù)定的性能保留率的時(shí)間t，其中所述阿倫尼烏斯公式為：k＝a·exp(-e/rt)，其中k為反應(yīng)速率常數(shù)值，t為老化溫度、r為氣體常數(shù)、e為表現(xiàn)活化能、a為頻率因子。

優(yōu)選地，所述步驟s3具體包括：

通過(guò)最小擬合值對(duì)應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)值和直線擬合法獲得經(jīng)驗(yàn)動(dòng)力學(xué)公式中預(yù)定老化溫度t下的反應(yīng)速率常數(shù)值k，通過(guò)阿倫尼烏斯公式和直線擬合法獲得橡膠的表現(xiàn)活化能e和頻率因子a，獲得橡膠不同老化溫度下的反應(yīng)速率常數(shù)值，通過(guò)所述經(jīng)驗(yàn)動(dòng)力學(xué)公式，獲得橡膠對(duì)應(yīng)所述反應(yīng)速率常數(shù)值的老化溫度下的預(yù)定性能退化到預(yù)定的性能保留率的時(shí)間t，其中所述阿倫尼烏斯公式為：k＝a·exp(-e/rt)，其中k為反應(yīng)速率常數(shù)值，t為老化溫度、r為氣體常數(shù)、e為表現(xiàn)活化能、a為頻率因子。

本發(fā)明實(shí)施例中提供的一種gis氣密封橡膠壽命預(yù)測(cè)計(jì)算裝置，包括：

計(jì)算單元，用于獲取預(yù)定的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)值、預(yù)定的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)值時(shí)的預(yù)定老化溫度下的橡膠老化時(shí)間和橡膠老化性能保留率，通過(guò)經(jīng)驗(yàn)動(dòng)力學(xué)公式和直線擬合法計(jì)算預(yù)定經(jīng)驗(yàn)常數(shù)值時(shí)預(yù)定老化溫度下的gis氣密封橡膠不同老化時(shí)間下的老化性能保留率；

第一獲取單元，用于通過(guò)經(jīng)驗(yàn)動(dòng)力學(xué)公式和直線擬合法獲得的預(yù)定經(jīng)驗(yàn)常數(shù)值時(shí)預(yù)定老化溫度下的橡膠不同老化時(shí)間下的老化性能保留率的計(jì)算值和對(duì)應(yīng)所述計(jì)算值的橡膠不同老化時(shí)間下的老化性能保留率的預(yù)定值，對(duì)所述計(jì)算值和對(duì)應(yīng)所述計(jì)算值的預(yù)定值進(jìn)行相減、平方，再相加運(yùn)算計(jì)算預(yù)定的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)值的擬合值，獲得不同的預(yù)定的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)值進(jìn)行迭代更新所述擬合值，獲得最小擬合值對(duì)應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)值；

第二獲取單元，用于通過(guò)最小擬合值對(duì)應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)值和直線擬合法獲得經(jīng)驗(yàn)動(dòng)力學(xué)公式中預(yù)定老化溫度下的反應(yīng)速率常數(shù)值，通過(guò)阿倫尼烏斯公式和直線擬合法獲得橡膠的表現(xiàn)活化能和頻率因子，獲得橡膠不同老化溫度下的反應(yīng)速率常數(shù)值，獲得橡膠對(duì)應(yīng)所述反應(yīng)速率常數(shù)值的老化溫度下的預(yù)定性能退化到預(yù)定的性能保留率的時(shí)間。

優(yōu)選地，所述計(jì)算單元具體包括：

第一獲取子單元，具體用于獲取預(yù)定的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)值di、預(yù)定的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)值di時(shí)的預(yù)定老化溫度下的橡膠老化時(shí)間t和橡膠老化性能保留率f(p)；

第一計(jì)算子單元，具體用于通過(guò)經(jīng)驗(yàn)動(dòng)力學(xué)公式和直線擬合法計(jì)算預(yù)定的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)值di時(shí)的預(yù)定老化溫度下的經(jīng)驗(yàn)動(dòng)力學(xué)公式中的反應(yīng)速率常數(shù)ki和常數(shù)bi；

第二獲取子單元，具體用于獲得預(yù)定的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)值di時(shí)預(yù)定老化溫度下的gis氣密封橡膠不同老化時(shí)間下的老化性能保留率，其中經(jīng)驗(yàn)動(dòng)力學(xué)公式為：

f(p)＝bexp(-kt^d)

其中f(p)為橡膠老化性能保留率、b為常數(shù)、k為反應(yīng)速率常數(shù)、d為經(jīng)驗(yàn)常數(shù)，t為橡膠老化時(shí)間。

優(yōu)選地，所述第一獲取單元具體包括：

第三獲取子單元，具體用于通過(guò)經(jīng)驗(yàn)動(dòng)力學(xué)公式和直線擬合法獲得的預(yù)定經(jīng)驗(yàn)常數(shù)值時(shí)預(yù)定老化溫度下的橡膠不同老化時(shí)間下的老化性能保留率的計(jì)算值和對(duì)應(yīng)所述計(jì)算值的橡膠不同老化時(shí)間下的老化性能保留率的預(yù)定值pij；

第二計(jì)算子單元，具體用于對(duì)所述計(jì)算值和對(duì)應(yīng)所述計(jì)算值的預(yù)定值pij進(jìn)行相減、平方，再相加運(yùn)算計(jì)算預(yù)定的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)值的擬合值i；

迭代更新子單元，具體用于獲得不同的預(yù)定的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)值進(jìn)行迭代更新所述擬合值；

第四獲取子單元，具體用于獲得最小擬合值對(duì)應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)值，其中i為擬合值，為預(yù)定老化溫度下的橡膠不同老化時(shí)間下的老化性能保留率的計(jì)算值，pij為對(duì)應(yīng)所述計(jì)算值的橡膠不同老化時(shí)間下的老化性能保留率的預(yù)定值，i為老化溫度，j為測(cè)量點(diǎn)。

優(yōu)選地，所述第二獲取單元具體包括：

第五獲取子單元，具體用于通過(guò)最小擬合值對(duì)應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)值和直線擬合法獲得經(jīng)驗(yàn)動(dòng)力學(xué)公式中預(yù)定老化溫度t下的反應(yīng)速率常數(shù)值k；

第六獲取子單元，具體用于通過(guò)阿倫尼烏斯公式和直線擬合法獲得橡膠的表現(xiàn)活化能e和頻率因子a；

第七獲取子單元，具體用于獲得橡膠不同老化溫度下的反應(yīng)速率常數(shù)值，獲得橡膠對(duì)應(yīng)所述反應(yīng)速率常數(shù)值的老化溫度下的預(yù)定性能退化到預(yù)定的性能保留率的時(shí)間t，其中所述阿倫尼烏斯公式為：k＝a·exp(-e/rt)，其中k為反應(yīng)速率常數(shù)值，t為老化溫度、r為氣體常數(shù)、e為表現(xiàn)活化能、a為頻率因子。

優(yōu)選地，所述第七獲取子單元具體包括：

具體用于獲得橡膠不同老化溫度下的反應(yīng)速率常數(shù)值，通過(guò)所述經(jīng)驗(yàn)動(dòng)力學(xué)公式，獲得橡膠對(duì)應(yīng)所述反應(yīng)速率常數(shù)值的老化溫度下的預(yù)定性能退化到預(yù)定的性能保留率的時(shí)間t，其中所述阿倫尼烏斯公式為：k＝a·exp(-e/rt)，其中k為反應(yīng)速率常數(shù)值，t為老化溫度、r為氣體常數(shù)、e為表現(xiàn)活化能、a為頻率因子。

從以上技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實(shí)施例具有以下優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明實(shí)施例中提供的一種gis氣密封橡膠壽命預(yù)測(cè)計(jì)算方法及裝置，其中，一種gis氣密封橡膠壽命預(yù)測(cè)計(jì)算方法包括：s1：獲取預(yù)定的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)值、預(yù)定的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)值時(shí)的預(yù)定老化溫度下的橡膠老化時(shí)間和橡膠老化性能保留率，通過(guò)經(jīng)驗(yàn)動(dòng)力學(xué)公式和直線擬合法計(jì)算預(yù)定經(jīng)驗(yàn)常數(shù)值時(shí)預(yù)定老化溫度下的gis氣密封橡膠不同老化時(shí)間下的老化性能保留率；s2：通過(guò)經(jīng)驗(yàn)動(dòng)力學(xué)公式和直線擬合法獲得的預(yù)定經(jīng)驗(yàn)常數(shù)值時(shí)預(yù)定老化溫度下的橡膠不同老化時(shí)間下的老化性能保留率的計(jì)算值和對(duì)應(yīng)所述計(jì)算值的橡膠不同老化時(shí)間下的老化性能保留率的預(yù)定值，對(duì)所述計(jì)算值和對(duì)應(yīng)所述計(jì)算值的預(yù)定值進(jìn)行相減、平方，再相加運(yùn)算計(jì)算預(yù)定的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)值的擬合值，獲得不同的預(yù)定的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)值進(jìn)行迭代更新所述擬合值，獲得最小擬合值對(duì)應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)值；s3：通過(guò)最小擬合值對(duì)應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)值和直線擬合法獲得經(jīng)驗(yàn)動(dòng)力學(xué)公式中預(yù)定老化溫度下的反應(yīng)速率常數(shù)值，通過(guò)阿倫尼烏斯公式和直線擬合法獲得橡膠的表現(xiàn)活化能和頻率因子，獲得橡膠不同老化溫度下的反應(yīng)速率常數(shù)值，獲得橡膠對(duì)應(yīng)所述反應(yīng)速率常數(shù)值的老化溫度下的預(yù)定性能退化到預(yù)定的性能保留率的時(shí)間。本實(shí)施例中，通過(guò)s1：獲取預(yù)定的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)值、預(yù)定的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)值時(shí)的預(yù)定老化溫度下的橡膠老化時(shí)間和橡膠老化性能保留率，通過(guò)經(jīng)驗(yàn)動(dòng)力學(xué)公式和直線擬合法計(jì)算預(yù)定經(jīng)驗(yàn)常數(shù)值時(shí)預(yù)定老化溫度下的gis氣密封橡膠不同老化時(shí)間下的老化性能保留率；s2：通過(guò)經(jīng)驗(yàn)動(dòng)力學(xué)公式和直線擬合法獲得的預(yù)定經(jīng)驗(yàn)常數(shù)值時(shí)預(yù)定老化溫度下的橡膠不同老化時(shí)間下的老化性能保留率的計(jì)算值和對(duì)應(yīng)所述計(jì)算值的橡膠不同老化時(shí)間下的老化性能保留率的預(yù)定值，對(duì)所述計(jì)算值和對(duì)應(yīng)所述計(jì)算值的預(yù)定值進(jìn)行相減、平方，再相加運(yùn)算計(jì)算預(yù)定的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)值的擬合值，獲得不同的預(yù)定的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)值進(jìn)行迭代更新所述擬合值，獲得最小擬合值對(duì)應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)值；s3：通過(guò)最小擬合值對(duì)應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)值和直線擬合法獲得經(jīng)驗(yàn)動(dòng)力學(xué)公式中預(yù)定老化溫度下的反應(yīng)速率常數(shù)值，通過(guò)阿倫尼烏斯公式和直線擬合法獲得橡膠的表現(xiàn)活化能和頻率因子，獲得橡膠不同老化溫度下的反應(yīng)速率常數(shù)值，獲得橡膠對(duì)應(yīng)所述反應(yīng)速率常數(shù)值的老化溫度下的預(yù)定性能退化到預(yù)定的性能保留率的時(shí)間，計(jì)算結(jié)果更準(zhǔn)確。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。

圖1本發(fā)明實(shí)施例中提供的一種gis氣密封橡膠壽命預(yù)測(cè)計(jì)算方法的一個(gè)實(shí)施例的流程示意圖；

圖2本發(fā)明實(shí)施例中提供的一種gis氣密封橡膠壽命預(yù)測(cè)計(jì)算裝置的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3本發(fā)明實(shí)施例中提供的一種gis氣密封橡膠壽命預(yù)測(cè)計(jì)算裝置的另一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4本發(fā)明實(shí)施例中提供的一種檢測(cè)老化橡膠密封圈氣密性的裝置模擬橡膠在使用過(guò)程中的氣封裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5本發(fā)明實(shí)施例中提供的一種不同溫度下三元乙丙橡膠的斷裂伸長(zhǎng)率變化示意圖；

圖6本發(fā)明實(shí)施例中提供的一種斷裂伸長(zhǎng)率性能保留率的對(duì)數(shù)與老化時(shí)間的關(guān)系示意圖；

圖7本發(fā)明實(shí)施例中提供的一種反應(yīng)速率常數(shù)的對(duì)數(shù)與1/t的關(guān)系示意圖；

圖8本發(fā)明實(shí)施例中提供的一種不同溫度下熱空氣壓縮老化三元乙丙橡膠的壓縮永久變形率變化示意圖；

圖9本發(fā)明實(shí)施例中提供的一種壓縮永久變形率性能保留率的對(duì)數(shù)與老化時(shí)間的關(guān)系示意圖；

圖10本發(fā)明實(shí)施例中提供的一種反應(yīng)速率常數(shù)的對(duì)數(shù)與1/t的關(guān)系示意圖；

圖11本發(fā)明實(shí)施例中提供的一種橡膠壽命預(yù)測(cè)計(jì)算方法的另一個(gè)實(shí)施例的流程示意圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種gis氣密封橡膠壽命預(yù)測(cè)計(jì)算方法及裝置，計(jì)算結(jié)果更準(zhǔn)確。

為使得本發(fā)明的發(fā)明目的、特征、優(yōu)點(diǎn)能夠更加的明顯和易懂，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，下面所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而非全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明實(shí)施例中提供的一種gis氣密封橡膠壽命預(yù)測(cè)計(jì)算方法的一個(gè)實(shí)施例包括：

101、獲取預(yù)定的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)值、預(yù)定的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)值時(shí)的預(yù)定老化溫度下的橡膠老化時(shí)間和橡膠老化性能保留率，通過(guò)經(jīng)驗(yàn)動(dòng)力學(xué)公式和直線擬合法計(jì)算預(yù)定經(jīng)驗(yàn)常數(shù)值時(shí)預(yù)定老化溫度下的gis氣密封橡膠不同老化時(shí)間下的老化性能保留率；

102、通過(guò)經(jīng)驗(yàn)動(dòng)力學(xué)公式和直線擬合法獲得的預(yù)定經(jīng)驗(yàn)常數(shù)值時(shí)預(yù)定老化溫度下的橡膠不同老化時(shí)間下的老化性能保留率的計(jì)算值和對(duì)應(yīng)所述計(jì)算值的橡膠不同老化時(shí)間下的老化性能保留率的預(yù)定值，對(duì)所述計(jì)算值和對(duì)應(yīng)所述計(jì)算值的預(yù)定值進(jìn)行相減、平方，再相加運(yùn)算計(jì)算預(yù)定的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)值的擬合值，獲得不同的預(yù)定的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)值進(jìn)行迭代更新所述擬合值，獲得最小擬合值對(duì)應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)值；

103、通過(guò)最小擬合值對(duì)應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)值和直線擬合法獲得經(jīng)驗(yàn)動(dòng)力學(xué)公式中預(yù)定老化溫度下的反應(yīng)速率常數(shù)值，通過(guò)阿倫尼烏斯公式和直線擬合法獲得橡膠的表現(xiàn)活化能和頻率因子，獲得橡膠不同老化溫度下的反應(yīng)速率常數(shù)值，獲得橡膠對(duì)應(yīng)所述反應(yīng)速率常數(shù)值的老化溫度下的預(yù)定性能退化到預(yù)定的性能保留率的時(shí)間。

上面是對(duì)一種gis氣密封橡膠壽命預(yù)測(cè)計(jì)算方法進(jìn)行詳細(xì)的描述，下面將對(duì)一種gis氣密封橡膠壽命預(yù)測(cè)計(jì)算方法的過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)的描述，本發(fā)明實(shí)施例中提供的一種gis氣密封橡膠壽命預(yù)測(cè)計(jì)算方法的另一個(gè)實(shí)施例包括：

201、獲取預(yù)定的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)值di、預(yù)定的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)值di時(shí)的預(yù)定老化溫度下的橡膠老化時(shí)間t和橡膠老化性能保留率f(p)，通過(guò)經(jīng)驗(yàn)動(dòng)力學(xué)公式和直線擬合法計(jì)算預(yù)定的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)值di時(shí)的預(yù)定老化溫度下的經(jīng)驗(yàn)動(dòng)力學(xué)公式中的反應(yīng)速率常數(shù)ki和常數(shù)bi，獲得預(yù)定的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)值di時(shí)預(yù)定老化溫度下的gis氣密封橡膠不同老化時(shí)間下的老化性能保留率，其中經(jīng)驗(yàn)動(dòng)力學(xué)公式為：

f(p)＝bexp(-kt^d)

其中f(p)為橡膠老化性能保留率、b為常數(shù)、k為反應(yīng)速率常數(shù)、d為經(jīng)驗(yàn)常數(shù)，t為橡膠老化時(shí)間。

將試樣直接放入烘箱中進(jìn)行老化；或?qū)⒃嚇訆A入不銹鋼夾具中，擰緊夾具，使試樣保持25％的壓縮率，然后置于烘箱中進(jìn)行老化，老化溫度設(shè)定為70℃，90℃，110℃。

實(shí)驗(yàn)使用自行設(shè)計(jì)的圖4所示的一種檢測(cè)老化橡膠密封圈氣密性的裝置模擬橡膠在使用過(guò)程中的氣封環(huán)境，由鄂州市廟嶺機(jī)械工具廠制造，材質(zhì)為不銹鋼，包括儲(chǔ)氣罐、下夾板、上夾板、壓力表、進(jìn)氣口、底座支架、水槽。儲(chǔ)氣罐和下夾板焊接在一起，下夾板上開(kāi)有環(huán)形槽，深3mm，外徑30mm，內(nèi)徑20mm，放橡膠密封圈試樣，上下夾板開(kāi)有螺孔，四組螺栓穿過(guò)，擰緊螺母固定平衡密封，此時(shí)橡膠的壓縮率保持25％。上夾板上開(kāi)孔，安裝壓力表，測(cè)定儲(chǔ)氣罐內(nèi)壓力，同樣也可進(jìn)氣，壓力表可卸。將在高溫下老化不同時(shí)間后的密封圈，裝入氣密性檢測(cè)裝置中，通過(guò)進(jìn)氣口向儲(chǔ)氣罐輸入氣體，壓力表測(cè)試壓力，將裝置放入水槽中的固定支架上，水槽放水，水面沒(méi)過(guò)密封圈，通過(guò)觀察上下夾板之間是否有氣泡冒出判斷密封圈是否漏氣。簡(jiǎn)單明了，可直接檢測(cè)橡膠密封的氣密性能。試驗(yàn)結(jié)果更為直觀準(zhǔn)確，且裝置成本低，可長(zhǎng)時(shí)間工作。

圖5反應(yīng)了不同溫度下三元乙丙橡膠斷裂伸長(zhǎng)率隨老化時(shí)間的變化情況。具體數(shù)據(jù)如下表1不同老化溫度下三元乙丙橡膠斷裂伸長(zhǎng)率實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

表1

由圖5可知，三個(gè)溫度下橡膠的斷裂伸長(zhǎng)率表現(xiàn)出相同的趨勢(shì)，都隨著老化時(shí)間的延長(zhǎng)而降低，并且溫度越高，下降的越快。熱氧老化導(dǎo)致分子鏈斷裂，斷裂伸長(zhǎng)率降低，并且高溫使交聯(lián)反應(yīng)速度加快，過(guò)多的交聯(lián)點(diǎn)導(dǎo)致橡膠的斷裂伸長(zhǎng)率加速降低。

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)動(dòng)力學(xué)公式，老化性能p與老化時(shí)間t的關(guān)系如下：

f(p)＝bexp(-kt^d)(1)

其中，f(p)表示橡膠性能保留率，對(duì)拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率等來(lái)說(shuō)f(p)＝p/p0，對(duì)于壓縮永久變形率cs而言，f(p)＝1-cs。

p表示橡膠材料在某老化階段的性能；p0表示橡膠材料的初始性能；b為常數(shù)；k為反應(yīng)速率常數(shù)，單位為d^-1；t表示老化時(shí)間，單位為d(天)；d為經(jīng)驗(yàn)常數(shù)。

將公式(1)兩邊同時(shí)取對(duì)數(shù)，得到：

lnf(p)＝lnb-kt^d(2)

使y＝lnf(p)，a＝lnb，b＝-k，x＝t^d直線化得到：

y＝a+bx(3)

以lnf(p)對(duì)t^d做曲線，通過(guò)直線擬合法可以得到系數(shù)a，b，進(jìn)而求出常數(shù)b與反應(yīng)速率常數(shù)k。

獲取預(yù)定的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)值di、預(yù)定的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)值di時(shí)的預(yù)定老化溫度下的橡膠老化時(shí)間t和橡膠老化性能保留率f(p)，通過(guò)經(jīng)驗(yàn)動(dòng)力學(xué)公式和直線擬合法計(jì)算預(yù)定的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)值di時(shí)的預(yù)定老化溫度下的經(jīng)驗(yàn)動(dòng)力學(xué)公式中的反應(yīng)速率常數(shù)ki和常數(shù)bi，獲得預(yù)定的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)值di時(shí)預(yù)定老化溫度下的橡膠不同老化時(shí)間下的老化性能保留率，其中經(jīng)驗(yàn)動(dòng)力學(xué)公式為：

f(p)＝bexp(-kt^d)(1)

其中f(p)為橡膠老化性能保留率、b為常數(shù)、k為反應(yīng)速率常數(shù)、d為經(jīng)驗(yàn)常數(shù)，t為橡膠老化時(shí)間。

202、通過(guò)經(jīng)驗(yàn)動(dòng)力學(xué)公式和直線擬合法獲得的預(yù)定經(jīng)驗(yàn)常數(shù)值時(shí)預(yù)定老化溫度下的橡膠不同老化時(shí)間下的老化性能保留率的計(jì)算值和對(duì)應(yīng)所述計(jì)算值的橡膠不同老化時(shí)間下的老化性能保留率的預(yù)定值pij，對(duì)所述計(jì)算值和對(duì)應(yīng)所述計(jì)算值的預(yù)定值pij進(jìn)行相減、平方，再相加運(yùn)算計(jì)算預(yù)定的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)值的擬合值i，獲得不同的預(yù)定的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)值進(jìn)行迭代更新所述擬合值，獲得最小擬合值對(duì)應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)值，其中i為擬合值，為預(yù)定老化溫度下的橡膠不同老化時(shí)間下的老化性能保留率的計(jì)算值，pij為對(duì)應(yīng)所述計(jì)算值的橡膠不同老化時(shí)間下的老化性能保留率的預(yù)定值，i為老化溫度，j為測(cè)量點(diǎn)。

如圖11所示，通過(guò)matlab編程進(jìn)行d值的計(jì)算，其原理是對(duì)于給定的di值，由于特定溫度下老化時(shí)間t和老化性能保留率p是已知的，將di，t，f(p)代入到式(2)中，作出lnf(p)對(duì)t^d的曲線，通過(guò)直線擬合法求得式(3)中的系數(shù)ai，bi，進(jìn)而求得該溫度下的bi，ki，將bi，ki代入式(1)中求得不同老化時(shí)間下的橡膠材料的性能保留率計(jì)算值將代入到(11)中即求得i。

按照經(jīng)驗(yàn)d值一般在0-1之間，因此首先嘗試d取值為0.5，將所有嘗試的d值依次代入到i中進(jìn)行計(jì)算，經(jīng)過(guò)多次嘗試直到i最小，此時(shí)的d值即為最終值。

通過(guò)matlab編程計(jì)算經(jīng)驗(yàn)常數(shù)d，從d＝0.5開(kāi)始嘗試，d值精確到兩位小數(shù)，計(jì)算得到當(dāng)d＝0.80時(shí)，i＝0.002最小，說(shuō)明此時(shí)線性擬合效果最好。將d＝0.80代入到式(2)中，使用origin以lnf(p)對(duì)t^0.80作圖，并擬合出直線，結(jié)果如圖6所示，擬合直線的數(shù)據(jù)如表2三元乙丙橡膠斷裂伸長(zhǎng)率性能保留率的對(duì)數(shù)與老化時(shí)間的關(guān)系擬合直線數(shù)據(jù)所示：

表2

由相關(guān)系數(shù)檢驗(yàn)表可知顯著水平為0.01時(shí)的相關(guān)系數(shù)表值|r343|4，|r363|3，|r383|6分別為0.9172，0.9587，0.8343，由表2可知三個(gè)溫度下擬合直線相關(guān)系數(shù)的絕對(duì)值|r|均大于r表值，說(shuō)明此擬合直線相關(guān)性顯著。

然后使用上述擬合直線的系數(shù)a，b計(jì)算得到三個(gè)溫度下的常數(shù)1/t，b，k及l(fā)nk。接著使用origin以1/t對(duì)lnk作圖，然后擬合出直線，結(jié)果如圖7所示。擬合直線為y＝3.33-3298.36x，此擬合直線r值為-0.99404，sw＝0.078,|r|>0.95，故相關(guān)性良好。三元乙丙橡膠以斷裂伸長(zhǎng)率計(jì)算時(shí)的b，k及1/t，lnk如表3所示：

表3

其中逼近法求d值的matlab程序：

以壓縮永久變形為評(píng)價(jià)指標(biāo)時(shí)：

functioni1＝i343(d)

m＝[d1d2d3……]；％％老化時(shí)間，單位為天；

n＝[cs1cs2cs3……]；％％壓縮永久變形率，單位為％；

x＝m.^d；

y＝log(1-n/100)；％％“(1-n/100)”為壓縮永久變形保留率；

i＝1-n/100；

a＝polyfit(x,y,1)；

xi＝0:0.001:200；

yi＝polyval(a,xi)；

b＝exp(a(2))；

k＝-a(1)；

fp343＝b*exp(-k*x)；

m＝i-fp343；

i1＝sum(m.^2)；

functioni2＝i363(d)

m＝[d1d2d3……]；

n＝[cs1cs2cs3……]；

x＝m.^d；

y＝log(1-n/100)；

i＝1-n/100；

a＝polyfit(x,y,1)；

xi＝0:0.001:200；

yi＝polyval(a,xi)；

b＝exp(a(2))；

k＝-a(1)；

fp363＝b*exp(-k*x)；

m＝i-fp363；

i2＝sum(m.^2)；

functioni3＝i383(d)

m＝[d1d2d3……]；

n＝[cs1cs2cs3……]；

x＝m.^d；

y＝log(1-n/100)；

i＝1-n/100；

a＝polyfit(x,y,1)；

xi＝0:0.001:200；

yi＝polyval(a,xi)；

b＝exp(a(2))；

k＝-a(1)；

fp383＝b*exp(-k*x)；

m＝i-fp383；

i3＝sum(m.^2)；

d＝input('pleaseinputd:')；

i＝i343(d)+i363(d)+i383(d)

以斷裂伸長(zhǎng)率為評(píng)價(jià)指標(biāo)時(shí)：

functioni1＝i3431(d)

m＝[d1d2d3……]；％％老化時(shí)間，單位為天；

n＝[ε1ε2ε3……]；％％斷裂伸長(zhǎng)率，單位為％；

x＝m.^d；

y＝log(n/ε0)；％％“(n/ε0)”為斷裂伸長(zhǎng)率性能保留率，其中ε0為未老化試樣斷裂伸長(zhǎng)率,單位為％；

a＝polyfit(x,y,1)；

xi＝0:0.001:200；

yi＝polyval(a,xi)；

b＝exp(a(2))；

k＝-a(1)；

fp3431＝b*exp(-k*x)；

m＝n-fp3431；

i1＝sum(m.^2)；

functioni1＝i3631(d)

m＝[d1d2d3……]；％％老化時(shí)間，單位為天；

n＝[ε1ε2ε3……]；％％斷裂伸長(zhǎng)率，單位為％；

x＝m.^d；

y＝log(n/ε0)；％％“(n/ε0)”為斷裂伸長(zhǎng)率性能保留率，其中ε0為未老化試樣斷裂伸長(zhǎng)率,單位為％；

a＝polyfit(x,y,1)；

xi＝0:0.001:200；

yi＝polyval(a,xi)；

b＝exp(a(2))；

k＝-a(1)；

fp3631＝b*exp(-k*x)；

m＝n-fp3631；

i1＝sum(m.^2)；

functioni1＝i3831(d)

m＝[d1d2d3……]；％％老化時(shí)間，單位為天；

n＝[ε1ε2ε3……]；％％斷裂伸長(zhǎng)率，單位為％；

x＝m.^d；

y＝log(n/ε0)；％％“(n/ε0)”為斷裂伸長(zhǎng)率性能保留率，其中ε0為未老化試樣斷裂伸長(zhǎng)率,單位為％；

a＝polyfit(x,y,1)；

xi＝0:0.001:200；

yi＝polyval(a,xi)；

b＝exp(a(2))；

k＝-a(1)；

fp3831＝b*exp(-k*x)；

m＝n-fp3831；

i1＝sum(m.^2)；

d＝input('pleaseinputd:')；

i＝i3431(d)+i3631(d)+i3831(d)

203、通過(guò)最小擬合值對(duì)應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)值和直線擬合法獲得經(jīng)驗(yàn)動(dòng)力學(xué)公式中預(yù)定老化溫度t下的反應(yīng)速率常數(shù)值k，通過(guò)阿倫尼烏斯公式和直線擬合法獲得橡膠的表現(xiàn)活化能e和頻率因子a，獲得橡膠不同老化溫度下的反應(yīng)速率常數(shù)值，通過(guò)所述經(jīng)驗(yàn)動(dòng)力學(xué)公式，獲得橡膠對(duì)應(yīng)所述反應(yīng)速率常數(shù)值的老化溫度下的預(yù)定性能退化到預(yù)定的性能保留率的時(shí)間t，其中所述阿倫尼烏斯公式為：k＝a·exp(-e/rt)，其中k為反應(yīng)速率常數(shù)值，t為老化溫度、r為氣體常數(shù)、e為表現(xiàn)活化能、a為頻率因子。

反應(yīng)速率常數(shù)k與老化溫度t服從阿倫尼烏斯公式：

k＝a·exp(-e/rt)(4)

式中，a表示頻率因子，單位為d^-1；e表示表觀活化能，單位為j·mol-1；r表示氣體常數(shù)；t為絕對(duì)溫度，單位為k。

對(duì)k＝aexp(-e/rt)兩邊同時(shí)取對(duì)數(shù)，得到：

lnk＝lna-e/rt(5)

使y＝lnk，c＝lna，e＝-e/r，x＝1/t。則上式可以變換為：

y＝c+ex(6)

以lnk對(duì)1/t做曲線，然后進(jìn)行直線擬合，可以得到直線lnk＝c+e/t的系數(shù)c和e，其中，y的置信界限上限為：

y＝c+ex+swt(7)

其中t值是在自由度為1，顯著性水準(zhǔn)為0.05時(shí)從不同置信度下t值表中查出；sw為擬合直線的標(biāo)準(zhǔn)差。

然后通過(guò)c和e計(jì)算出表觀活化能e以及頻率因子a：

e＝-er，a＝exp(c)(8)

將e和a代入式(4)中從而計(jì)算出特定溫度下的反應(yīng)速率常數(shù)k的值，然后將k值代入到式(1)中從而計(jì)算出在該溫度下橡膠材料的某種性能退化到性能保留率為f(p)時(shí)所需要的時(shí)間t，即橡膠材料的預(yù)測(cè)壽命。

其中，b為三個(gè)溫度下的平均值：

使用逐次逼近法對(duì)d值進(jìn)行估算，進(jìn)行直線二乘法擬合，使

的值最小。其中，pij表示第i個(gè)溫度下，第j個(gè)測(cè)量點(diǎn)時(shí)橡膠材料的實(shí)測(cè)性能保留率；表示經(jīng)驗(yàn)常數(shù)為d時(shí)計(jì)算得到第i個(gè)老化溫度，第j個(gè)測(cè)試點(diǎn)時(shí)橡膠材料的性能保留率。

查表可知自由度1，單側(cè)界限顯著性水準(zhǔn)為0.05時(shí)的t值為6.314，故預(yù)測(cè)區(qū)間上限為：

y＝3.33-3298.36x+6.314×0.078

y＝3.82-3298.36x

然后根據(jù)上式及式(5)計(jì)算出頻率因子a＝45.60d^-1，表觀活化能e＝27.42kj/mol。將a，e代入式(4)中，計(jì)算得到溫度為298k的反應(yīng)速率常數(shù)k298＝0.00071d^-1。

系數(shù)b取三個(gè)溫度下的平均值＝(b343k+b363k+b383k)/3＝1.0108。然后將與298k時(shí)的反應(yīng)速率常數(shù)k298代入式(9)中，性能保留率f(p)選擇50％，計(jì)算得到溫度為298k時(shí)三元乙丙橡膠斷裂伸長(zhǎng)率達(dá)到50％所需時(shí)間t＝15.2年。

圖8反映了不同溫度下的epdm橡膠壓縮永久變形率隨老化時(shí)間的變化情況。具體數(shù)據(jù)如下表4不同老化溫度下三元乙丙橡膠壓縮永久變形率實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)所示：

表4

由圖8可知，三個(gè)溫度下橡膠的壓縮永久變形率均隨著老化時(shí)間的延長(zhǎng)和溫度的升高而升高。在老化初期，變化速度較快，然后隨著老化時(shí)間的延長(zhǎng)，升高速率逐漸變緩。

通過(guò)matlab編程計(jì)算經(jīng)驗(yàn)常數(shù)d，從0.5開(kāi)始嘗試，d值精確到兩位小數(shù)，計(jì)算得到當(dāng)d＝0.98時(shí)，i＝0.000638最小，說(shuō)明此時(shí)線性擬合效果最好。將d＝0.98代入到式(2)中，使用origin以lnf(p)對(duì)t^0.98作圖，并擬合出直線，結(jié)果如圖9所示。

擬合直線的數(shù)據(jù)如表5三元乙丙橡膠壓縮永久變形率性能保留率的對(duì)數(shù)與老化時(shí)間的關(guān)系擬合直線數(shù)據(jù)所示：

表5

由相關(guān)系數(shù)檢驗(yàn)表可知顯著水平為0.01時(shí)的相關(guān)系數(shù)表值|r343|6，|r363|6，|r383|7分別為0.8343，0.7977，0.8343，由表5可知三個(gè)溫度下擬合直線相關(guān)系數(shù)的絕對(duì)值|r|均大于r表值，說(shuō)明此擬合直線相關(guān)性顯著。然后使用上述擬合直線的系數(shù)a，b計(jì)算得到三個(gè)溫度下的常數(shù)1/t，b，k及l(fā)nk，表6為三元乙丙橡膠以壓縮永久變形率計(jì)算時(shí)的b，k及1/t，lnk：

表6

接著使用origin以1/t對(duì)lnk作圖，然后擬合出直線，結(jié)果如圖10所示。擬合直線為y＝5.48-4315.07x，此擬合直線r值為-0.9999，sw＝0.00249,|r|>0.95，故相關(guān)性良好。

查表可知自由度1，單側(cè)界限顯著性水準(zhǔn)為0.05時(shí)的t值為6.314，故預(yù)測(cè)區(qū)間上限為：

y＝5.48-4315.07x+6.314×0.00249

y＝5.49-4315.07x

然后根據(jù)上式及式(5)計(jì)算出頻率因子a＝242.25d-1，表觀活化能e＝35.87kj/mol。將a，e代入式(4)中，計(jì)算得到溫度為298k的反應(yīng)速率常數(shù)k298＝0.000125d^-1。

系數(shù)b取三個(gè)溫度下的平均值＝(b343k+b363k+b383k)/3＝0.9323。然后將與298k時(shí)的反應(yīng)速率常數(shù)k298代入式(9)中，性能保留率f(p)選擇50％，計(jì)算得到溫度為298k時(shí)三元乙丙橡膠壓縮永久變形率達(dá)到50％所需時(shí)間t＝16.2年。

均以50％作為失效閾值，以斷裂伸長(zhǎng)率和壓縮永久變形率作為評(píng)價(jià)指標(biāo)預(yù)測(cè)epdm的使用壽命分別為15.2年和16.2年。

將在110℃下老化不同時(shí)間后的橡膠圈，裝入氣密性測(cè)試裝置的環(huán)形槽中，蓋上上夾板，擰緊法蘭，使橡膠的壓縮率為25％，向裝置中充氣，使氣壓達(dá)到0.5mpa，氣壓穩(wěn)定后，放入水槽中，觀察橡膠密封處是否有氣泡冒出。實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果表明，三元乙丙橡膠從開(kāi)始老化到老化了90天均未出現(xiàn)漏氣現(xiàn)象；老化了91天后，測(cè)其密封性，有氣泡冒出，表示橡膠漏氣。此時(shí)試樣的壓縮永久變形率為29.7％，斷裂伸長(zhǎng)率為85.2％。

在三元乙丙橡膠老化氣密性考察中，壓縮永久變形率降低到70％，橡膠密封圈漏氣，但是斷裂伸長(zhǎng)率卻只退化到85％左右，材料的力學(xué)性能退化較低，保持良好。對(duì)于三元乙丙橡膠，同樣的老化時(shí)間，壓縮永久變形率的變化比拉伸性能變化大，壓縮永久變形率的衰退程度更明顯。由于密封圈是在長(zhǎng)期壓縮狀態(tài)下工作,為了保證密封效果，密封圈應(yīng)具有盡可能低的壓縮永久變形，橡膠的壓縮永久變形率相比斷裂伸長(zhǎng)率的變化更能影響橡膠的密封性。在橡膠的機(jī)械性能能保證材料在應(yīng)力作用下不被破壞的前提下，應(yīng)重點(diǎn)考慮壓縮變形率的變化。所以epdm橡膠的使用壽命，以壓縮永久變形率為評(píng)價(jià)指標(biāo)。

以epdm漏氣時(shí)的壓縮永久變形保留率70％作為失效閾值，預(yù)測(cè)溫度為30℃、40℃、50℃、60℃時(shí)的壽命，結(jié)果見(jiàn)表7以壓縮永久變形率為評(píng)價(jià)指標(biāo)預(yù)測(cè)的三元乙丙橡膠在不同溫度下的使用壽命：

表7

與壓縮永久變形保留率50％作為失效閾值的預(yù)測(cè)壽命相比，預(yù)測(cè)值要低得多。橡膠使用壽命的預(yù)測(cè)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定失效閾值，不應(yīng)均以50％作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。

請(qǐng)參閱圖2，本發(fā)明實(shí)施例中提供的一種gis氣密封橡膠壽命預(yù)測(cè)計(jì)算裝置包括：

計(jì)算單元301，用于獲取預(yù)定的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)值、預(yù)定的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)值時(shí)的預(yù)定老化溫度下的橡膠老化時(shí)間和橡膠老化性能保留率，通過(guò)經(jīng)驗(yàn)動(dòng)力學(xué)公式和直線擬合法計(jì)算預(yù)定經(jīng)驗(yàn)常數(shù)值時(shí)預(yù)定老化溫度下的gis氣密封橡膠不同老化時(shí)間下的老化性能保留率；

第一獲取單元302，用于通過(guò)經(jīng)驗(yàn)動(dòng)力學(xué)公式和直線擬合法獲得的預(yù)定經(jīng)驗(yàn)常數(shù)值時(shí)預(yù)定老化溫度下的橡膠不同老化時(shí)間下的老化性能保留率的計(jì)算值和對(duì)應(yīng)所述計(jì)算值的橡膠不同老化時(shí)間下的老化性能保留率的預(yù)定值，對(duì)所述計(jì)算值和對(duì)應(yīng)所述計(jì)算值的預(yù)定值進(jìn)行相減、平方，再相加運(yùn)算計(jì)算預(yù)定的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)值的擬合值，獲得不同的預(yù)定的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)值進(jìn)行迭代更新所述擬合值，獲得最小擬合值對(duì)應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)值；

第二獲取單元303，用于通過(guò)最小擬合值對(duì)應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)值和直線擬合法獲得經(jīng)驗(yàn)動(dòng)力學(xué)公式中預(yù)定老化溫度下的反應(yīng)速率常數(shù)值，通過(guò)阿倫尼烏斯公式和直線擬合法獲得橡膠的表現(xiàn)活化能和頻率因子，獲得橡膠不同老化溫度下的反應(yīng)速率常數(shù)值，獲得橡膠對(duì)應(yīng)所述反應(yīng)速率常數(shù)值的老化溫度下的預(yù)定性能退化到預(yù)定的性能保留率的時(shí)間。

上面是對(duì)一種gis氣密封橡膠壽命預(yù)測(cè)計(jì)算裝置各單元進(jìn)行的詳細(xì)描述，下面將對(duì)一種橡膠壽命預(yù)測(cè)計(jì)算裝置各附加單元進(jìn)行更詳細(xì)的描述，請(qǐng)參閱圖3，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種gis氣密封橡膠壽命預(yù)測(cè)計(jì)算裝置的另一個(gè)實(shí)施例包括：

計(jì)算單元401，用于獲取預(yù)定的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)值、預(yù)定的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)值時(shí)的預(yù)定老化溫度下的橡膠老化時(shí)間和橡膠老化性能保留率，通過(guò)經(jīng)驗(yàn)動(dòng)力學(xué)公式和直線擬合法計(jì)算預(yù)定經(jīng)驗(yàn)常數(shù)值時(shí)預(yù)定老化溫度下的gis氣密封橡膠不同老化時(shí)間下的老化性能保留率；

所述計(jì)算單元401具體包括：

第一獲取子單元4011，具體用于獲取預(yù)定的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)值di、預(yù)定的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)值di時(shí)的預(yù)定老化溫度下的橡膠老化時(shí)間t和橡膠老化性能保留率f(p)；

第一計(jì)算子單元4012，具體用于通過(guò)經(jīng)驗(yàn)動(dòng)力學(xué)公式和直線擬合法計(jì)算預(yù)定的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)值di時(shí)的預(yù)定老化溫度下的經(jīng)驗(yàn)動(dòng)力學(xué)公式中的反應(yīng)速率常數(shù)ki和常數(shù)bi；

第二獲取子單元4013，具體用于獲得預(yù)定的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)值di時(shí)預(yù)定老化溫度下的gis氣密封橡膠不同老化時(shí)間下的老化性能保留率，其中經(jīng)驗(yàn)動(dòng)力學(xué)公式為：

f(p)＝bexp(-kt^d)

其中f(p)為橡膠老化性能保留率、b為常數(shù)、k為反應(yīng)速率常數(shù)、d為經(jīng)驗(yàn)常數(shù)，t為橡膠老化時(shí)間。

第一獲取單元402，用于通過(guò)經(jīng)驗(yàn)動(dòng)力學(xué)公式和直線擬合法獲得的預(yù)定經(jīng)驗(yàn)常數(shù)值時(shí)預(yù)定老化溫度下的橡膠不同老化時(shí)間下的老化性能保留率的計(jì)算值和對(duì)應(yīng)所述計(jì)算值的橡膠不同老化時(shí)間下的老化性能保留率的預(yù)定值，對(duì)所述計(jì)算值和對(duì)應(yīng)所述計(jì)算值的預(yù)定值進(jìn)行相減、平方，再相加運(yùn)算計(jì)算預(yù)定的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)值的擬合值，獲得不同的預(yù)定的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)值進(jìn)行迭代更新所述擬合值，獲得最小擬合值對(duì)應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)值；

所述第一獲取單元402具體包括：

第三獲取子單元4021，具體用于通過(guò)經(jīng)驗(yàn)動(dòng)力學(xué)公式和直線擬合法獲得的預(yù)定經(jīng)驗(yàn)常數(shù)值時(shí)預(yù)定老化溫度下的橡膠不同老化時(shí)間下的老化性能保留率的計(jì)算值和對(duì)應(yīng)所述計(jì)算值的橡膠不同老化時(shí)間下的老化性能保留率的預(yù)定值pij；

第二計(jì)算子單元4022，具體用于對(duì)所述計(jì)算值和對(duì)應(yīng)所述計(jì)算值的預(yù)定值pij進(jìn)行相減、平方，再相加運(yùn)算計(jì)算預(yù)定的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)值的擬合值i；

迭代更新子單元4023，具體用于獲得不同的預(yù)定的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)值進(jìn)行迭代更新所述擬合值；

第四獲取子單元4024，具體用于獲得最小擬合值對(duì)應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)值，其中i為擬合值，為預(yù)定老化溫度下的橡膠不同老化時(shí)間下的老化性能保留率的計(jì)算值，pij為對(duì)應(yīng)所述計(jì)算值的橡膠不同老化時(shí)間下的老化性能保留率的預(yù)定值，i為老化溫度，j為測(cè)量點(diǎn)。

第二獲取單元403，用于通過(guò)最小擬合值對(duì)應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)值和直線擬合法獲得經(jīng)驗(yàn)動(dòng)力學(xué)公式中預(yù)定老化溫度下的反應(yīng)速率常數(shù)值，通過(guò)阿倫尼烏斯公式和直線擬合法獲得橡膠的表現(xiàn)活化能和頻率因子，獲得橡膠不同老化溫度下的反應(yīng)速率常數(shù)值，獲得橡膠對(duì)應(yīng)所述反應(yīng)速率常數(shù)值的老化溫度下的預(yù)定性能退化到預(yù)定的性能保留率的時(shí)間。

所述第二獲取單元403具體包括：

第五獲取子單元4031，具體用于通過(guò)最小擬合值對(duì)應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)值和直線擬合法獲得經(jīng)驗(yàn)動(dòng)力學(xué)公式中預(yù)定老化溫度t下的反應(yīng)速率常數(shù)值k；

第六獲取子單元4032，具體用于通過(guò)阿倫尼烏斯公式和直線擬合法獲得橡膠的表現(xiàn)活化能e和頻率因子a；

第七獲取子單元4033，具體用于獲得橡膠不同老化溫度下的反應(yīng)速率常數(shù)值，通過(guò)所述經(jīng)驗(yàn)動(dòng)力學(xué)公式，獲得橡膠對(duì)應(yīng)所述反應(yīng)速率常數(shù)值的老化溫度下的預(yù)定性能退化到預(yù)定的性能保留率的時(shí)間t，其中所述阿倫尼烏斯公式為：k＝a·exp(-e/rt)，其中k為反應(yīng)速率常數(shù)值，t為老化溫度、r為氣體常數(shù)、e為表現(xiàn)活化能、a為頻率因子。

所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到，為描述的方便和簡(jiǎn)潔，上述描述的系統(tǒng)，裝置和單元的具體工作過(guò)程，可以參考前述方法實(shí)施例中的對(duì)應(yīng)過(guò)程，在此不再贅述。

在本申請(qǐng)所提供的幾個(gè)實(shí)施例中，應(yīng)該理解到，所揭露的系統(tǒng)，裝置和方法，可以通過(guò)其它的方式實(shí)現(xiàn)。例如，以上所描述的裝置實(shí)施例僅僅是示意性的，例如，所述單元的劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實(shí)際實(shí)現(xiàn)時(shí)可以有另外的劃分方式，例如多個(gè)單元或組件可以結(jié)合或者可以集成到另一個(gè)系統(tǒng)，或一些特征可以忽略，或不執(zhí)行。另一點(diǎn)，所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通信連接可以是通過(guò)一些接口，裝置或單元的間接耦合或通信連接，可以是電性，機(jī)械或其它的形式。

所述作為分離部件說(shuō)明的單元可以是或者也可以不是物理上分開(kāi)的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個(gè)地方，或者也可以分布到多個(gè)網(wǎng)絡(luò)單元上。可以根據(jù)實(shí)際的需要選擇其中的部分或者全部單元來(lái)實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例方案的目的。

另外，在本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例中的各功能單元可以集成在一個(gè)處理單元中，也可以是各個(gè)單元單獨(dú)物理存在，也可以兩個(gè)或兩個(gè)以上單元集成在一個(gè)單元中。上述集成的單元既可以采用硬件的形式實(shí)現(xiàn)，也可以采用軟件功能單元的形式實(shí)現(xiàn)。

所述集成的單元如果以軟件功能單元的形式實(shí)現(xiàn)并作為獨(dú)立的產(chǎn)品銷售或使用時(shí)，可以存儲(chǔ)在一個(gè)計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中?；谶@樣的理解，本發(fā)明的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說(shuō)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻(xiàn)的部分或者該技術(shù)方案的全部或部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來(lái)，該計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)品存儲(chǔ)在一個(gè)存儲(chǔ)介質(zhì)中，包括若干指令用以使得一臺(tái)計(jì)算機(jī)設(shè)備(可以是個(gè)人計(jì)算機(jī)，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲(chǔ)介質(zhì)包括：u盤(pán)、移動(dòng)硬盤(pán)、只讀存儲(chǔ)器(rom，read-onlymemory)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盤(pán)等各種可以存儲(chǔ)程序代碼的介質(zhì)。

以上所述，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。