[发明专利]一种作用学科学预测的实验方法

权利要求书

1.一种作用学科学预测的实验方法，其特征在于包括如下步骤：

A、测定实验中的主动作用量

根据关系式

来求出作用量；式中，A表示主动作用量、F表示作用力、t表示作用时间、ε表示力的变化率；

B、利用材料力学、工程力学、岩土力学的传统理论中的变形与力之间的关系，随时测量、记录被测作用条件下材料的变形量；

C、建立作用量与变形量之间的关系方程

作用量与变形之间的关系方程为

式中，x为线性变形量、A为主动作用量、E为虚度、T为实度、m为作用质量、t为变形时间；

D、计算材料的虚度和实度参数值

由作用量与变形之间的关系方程可推导出，

材料的虚度为

材料的实度为

E、计算虚度和实度的变化率，其中，虚度变化的速度叫虚度变化率，记为β；实度变化的速度叫实度变化率，记为α；

在实验初始时刻，材料的虚度叫初始虚度，记为E₀，材料的实度叫初始实度，记为T₀；在受一段时间作用以后的终止时刻，材料的虚度值叫终止虚度，记为E_t，材料的实度值叫终止实度，记为T_t；两者之间的关系式

E_t＝E₀+βt

叫做虚度变化式；其中，t是变化时间；根据此式可以根据实验记录数据求出虚度变化率，即

同上，得出实度变化率为

F、材料使用寿命预测

设控制材料变化的瞬间作用量为F，材料的初始虚度为E₀，虚度的变化率为β，材料的变形量为x，材料的初始变形速度为v₀，那么，变形、时间、材料性质及其变化率与力之间的关系式为

根据该式，可推导出材料的使用时间与作用力之间的关系式

根据此式得知，当材料的变形加速度

达到特定数量级时，就会在短时间内产生不能正常使用的极限变形量，必须立即停止继续使用，修复或更换材料或部件；此时，式中的变形量x值叫极限变形量，记为x_max，而此时的变形加速度a叫极限加速度，被记为由此所计算的时间t值即为预测的时间，也就是材料的使用寿命。

2.根据权利要求1所述的一种作用学科学预测的实验方法，其特征在于：步骤A中，在力均匀变化条件下，ε等于常数；在力不均匀变化条件下，可以分段先测定每个断续作用量A₁、A₂、…、A_n，然后再求出作用总量，即