[发明专利]一种作用学科学预测的实验方法

摘要

本发明涉及一种作用学科学预测的实验方法，其属于自然科学基础理论、材料科学、预测科学研究领域。它主要包括如下步骤：A、测定实验中的主动作用量；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；D、计算材料的虚度和实度参数值；E、计算虚度和实度的变化率；F、材料使用寿命预测。本发明的有益效果是：给出了与实际完全相同的实验数据与工程应用方法，使科学实验真正做到科学化、系统化、理论化、实用化；能够给出解决实际问题所需要的参数与方法，大大减少了自然科学参数的种类和数量。

主权项

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。