[发明专利]发泡橡胶材料老化性能反映方法和装置

说明书

本发明提供一种发泡橡胶材料老化性能反映方法和装置。其中，方法包括：获取发泡橡胶材料的永久变形率、应力松弛参数和应力‑应变曲线参数；根据永久变形率和应力松弛参数，拟合得到任意温度和压缩率条件下永久变形率退化轨迹和应力松弛退化轨迹，结合艾琳老化模型，得到永久变形率和应力松弛的加速退化模型；根据应力‑应变曲线参数，利用超弹性模型，拟合得到老化前发泡橡胶材料的本构模型；根据永久变形率退化轨迹和应力松弛退化轨迹，确定本构模型中的随老化时间变化的目标参数的变化规律；将目标参数的变化规律代入本构模型中，获得材料老化相关压缩本构模型。如此，通过搭建的材料老化相关压缩本构模型，反映材料在老化过程中的性能的变化。

技术领域

本发明涉及到高分子材料老化力学性能研究技术领域，具体涉及一种发泡橡胶材料老化性能反映方法和装置。

背景技术

发泡橡胶具有良好的减震、隔热、隔音和密封性能，常用于重要零部件间定位，减震和防转。通常发泡橡胶在使用过程中长期受载荷作用，并暴露在外界环境中，会发生加速老化。老化后的发泡橡胶材料物理结构和化学结构均发生改变，这些改变最终会影泡沫橡胶的宏观性能，影响装备的安全使用。

现有技术中，常常采用应力松弛率、永久变形率等指标来衡量发泡橡胶老化程度。目前对老化指标的研究已经相当完善并形成了相应国家标准。近年来也有学者通过研究材料本构模型的参数变化来研究材料力学性能。但此类研究多通过拟合的方法来确定本构模型参数，不能揭示材料本构模型与老化性能指标之间的联系。如何通过本构模型反映材料老化过程中的性能成为了需要解决的问题。

发明内容

本发明提供一种发泡橡胶材料老化性能反映方法和装置，用以解决现有技术中本构模型无法反映材料老化过程中的性能缺陷。

本发明提供一种发泡橡胶材料老化性能反映方法，包括：

获取发泡橡胶材料的永久变形率、应力松弛参数和应力-应变曲线参数；

根据所述永久变形率和所述应力松弛参数，结合艾琳(Eyring)老化模型，拟合得到任意温度和压缩率条件下永久变形率退化轨迹和应力松弛退化轨迹；

根据所述应力-应变曲线参数，利用超弹性(Odgen Hyperfoam)模型，拟合得到老化前发泡橡胶材料的本构模型；

根据所述永久变形率退化轨迹和所述应力松弛退化轨迹，确定本构模型中的随老化时间变化的目标参数的变化规律；

将所述目标参数的变化规律代入所述本构模型中，获得材料老化相关压缩本构模型。

可选的，所述获取发泡橡胶材料的永久变形率、应力松弛参数和应力-应变曲线参数，包括：

将多个发泡橡胶材料的试样放入的对应恒温老化箱；各个所述恒温老化箱选取不同的环境参数；所述环境参数包括温度和压缩率；

控制所述恒温老化箱进行加速老化试验；

每间隔预设时间，测量所述试样的永久变形率、应力松弛参数和应力-应变参数，得到老化前的永久变形率、老化前应力松弛参数、老化前应力-应变参数、老化后的永久变形率、老化后应力松弛参数和老化后应力-应变参数。

可选的，所述根据所述永久变形率和所述应力松弛参数，结合艾琳 (Eyring)老化模型，拟合得到任意温度和压缩率条件下永久变形率退化轨迹和应力松弛退化轨迹包括：

对老化过程中得到的同一环境参数下，永久变形率和应力松弛参数拟合，得到确定环境参数下的永久变形率退化轨迹和应力松弛退化轨迹；

根据所述确定环境参数下的永久变形率退化轨迹和应力松弛退化轨迹，计算材料的伪失效寿命；

基于不同环境参数下的伪失效寿命，并使用最小二乘法进行拟合确定艾琳(Eyring)老化模型的相关参数；