[发明专利]复合材料构件寿命的预测方法

说明书

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；