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1、(10)申请公布号 CN 102654498 A (43)申请公布日 2012.09.05 CN 102654498 A *CN102654498A* (21)申请号 201210064782.6 (22)申请日 2012.03.13 G01N 33/44(2006.01) (71)申请人 广州合成材料研究院有限公司 地址 510665 广东省广州市天河区棠下车陂 西路 396 号 申请人 常熟风范电力设备股份有限公司 (72)发明人 苏仕琼 林玛丽 王春江 谢佐鹏 吴辉澎 周建新 杨元春 王振权 蒋霓 (74)专利代理机构 广州嘉权专利商标事务所有 限公司 44205 代理人 谭英强 (54。
2、) 发明名称 复合材料构件寿命的预测方法 (57) 摘要 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。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 3 页 1/。
3、1 页 2 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。
4、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。
5、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 48 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。
6、于 ： 自然失效 时间 T4 的公式为 T4= R T3。 权 利 要 求 书 CN 102654498 A 2 1/3 页 3 复合材料构件寿命的预测方法 技术领域 0001 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 0002 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。 0003 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 。
7、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 0004 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。 0005 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。
8、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。 0006 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。
9、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 说 明 书 CN 102654498 A 3 2/3 页 4 效。 0007 作为上述技术方案的进一步改进， 所述复合材料。
10、构件性能为冲击强度或拉伸强度 或弯曲强度。 0008 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。 0009 作为上述技术方案的进一步改进， 所述一定时间为 48 小时。 0010 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。 0011 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。 0012 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，。
11、 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。 0013 本发明可适用于树脂型复合材料构件的寿命预测。 0014 具体实施方式 0015 详细说明本发明在研究复合材料构件寿命的应用。 0016 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。
12、 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。 0017 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。
13、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。 0018 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。 0019 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。 说 明 书 CN 102654498 A 4 3/3 页 5 0020 作为本发明优选的实施方式， 所述一定时间为 48 小时。 0021 作为本发明优选的实施方式， 相关性系数 R 的公式为 R=。
14、 T1/ T2。 0022 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。 0023 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。
15、速老化试验装置中， 对复合材料构件施加范围 为 500kg1500kg 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1525， 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。
16、， 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。 0024 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。 说 明 书 CN 102654498 A 5 。