[发明专利]一种拓展测试频率外粘弹性材料动态力学试验数据的方法

摘要

本发明介绍了一种拓展测试频率外粘弹性材料动态力学试验数据的方法，数据包括复模量、储能模量、损耗模量，通过对测试数据的拟合可以确定参数，，和，，，和的最优值后，将同一温度点的频率参数代入公式中，通过对储能模量数据的拟合，确定对应的松弛时间；然后调整角频率将数据向低频和高频拓展。本发明可避免传统主曲线模型处理粘弹性材料动态力学试验数据时，数据平移过程中产生的误差；对模量数据和损耗因子数据同时处理，保持了两者之间的内在联系；可准确向低频和高频拓展粘弹性材料动态力学性能的测试数据。

主权项

1.一种拓展测试频率外粘弹性材料动态力学试验数据的方法，所拓展的是指直接测试频率范围以外的动态力学性能数据，动态力学性能数据可以是粘弹性材料的复杨氏模量、复剪切模量或复体积模量；这三种复模量都由实部储能模量和虚部损耗模量组成，复杨氏模量、复剪切模量或复体积模量都用表示，其储能模量用表示、损耗模量用表示，则可以用和表示为：公式（1）：损耗因子表示为：公式（2）：采用公式（3）和（4）来模拟和预测粘弹性材料的动态力学性能：公式（3）：公式（4）：式中用公式（5）表示，公式（5）：则损耗因子采用公式（6）表示为：公式（6）：上述公式中：为低频端橡胶态平台区模量，高频端玻璃态平台区模量，为角频率，i为单位虚数，为与损耗峰宽度相关的参数，与损耗峰的对称性相关，为与温度相关的松弛时间；根据公式（3）~（6）通过对所有测试数据的拟合确定参数，，和；定义拟合误差为：在所有储能模量数据点，测试损耗因子与计算损耗因子之差的平方和，即：公式（7）：式中：T为拟合误差，为测试的损耗因子，为通过公式（6）计算得到的损耗因子，为拟合数据的数量；数据拟合时，首先设定松弛时间，确定参数，，和的初始值，根据公式（3）~（7）计算拟合误差T；调整参数，，和，当拟合误差T小于测试损耗因子最小值的0.02倍时，此时的参数，，和即为数据拟合的最优值；，，和参数的最优值确定以后，将同一温度点的频率数据代入公式（3）和公式（6）中，通过对储能模量数据和损耗因子数据的拟合，确定与此温度点对应的松弛时间；定义同一温度点频率数据的拟合误差为：公式（8）：式中：为拟合误差，为测试的储能模量，为通过公式（3）计算得到的储能模量，为同一温度点参与拟合的频率点数；对同一温度的频率点数据拟合时，根据上一步拟合过程得到的参数，，和，将同一温度的所有频率点数据代入公式（3）、（6）和（8）中计算拟合误差；调整松弛时间，当拟合误差小于0.02时，此时的松弛时间即可视为这一温度的最优值；根据不同的温度通过上述方法确定对应的松弛时间；确定后，通过调整角频率就可以方便的将数据向低频和高频拓展。