[发明专利]一种静密封氟橡胶O形圈剩余使用寿命的预测方法

摘要

本发明属于橡胶材料寿命预测技术领域，公开了一种静密封氟橡胶O形圈剩余使用寿命的预测方法。该方法按照步骤：在不同温度下采用压缩夹具对O形圈试样进行加速老化试验，分别得到恢复高度与时间对数的关系曲线；将选取的试验终点的高度值代入关系式中，求得相应的时间的对数lgt；将lgt与1/T进行线性拟合得到关系式t检验后求得置信区间下限工作温度T_W下的剩余使用寿命的预测公式为本发明通过使用从实际工况拆机下来的O形圈作为试验样件，使用安装沟槽实际的压缩率作为试验的压缩率，通过回归方程的拟合和参数检验以及确定y₀的置信区间，并使用置信区间的下限进行寿命预测，使得寿命预测的结果可信度更高，更有工程应用价值。

主权项

一种静密封氟橡胶O形圈剩余使用寿命的预测方法，其特征在于按照以下操作步骤：步骤(一)：利用压缩夹具，获得不同温度不同测试时间的静密封氟橡胶O形圈的恢复高度数据：1.1以所测试的静密封氟橡胶O形圈制品的原始轴向截面直径，或者公称截面直径作为起始高度h₀，以安装沟槽的实际压缩率κ作为试验采用的压缩率；1.2从静密封氟橡胶O形圈制品上截取段状作为待测试样，测量每个待测试样的实际轴向截面直径h₁，然后将待测试样分别装入压缩夹具，沿轴向压缩至高度h₂，要求h₂＝h₀×(1‑κ)；1.3将装有待测试样的压缩夹具分别放入不同热空气老化箱中进行老化试验，老化温度分别设置成从低到高依次为T₁、T₂、…、T_n，其中n为≥4的自然数；1.4在老化温度下经历一段时间t后，拿出压缩夹具，解除压缩，在室温下放置半个小时后测量待测样件的恢复高度h₃；1.5将待测试样重新装入压缩夹具，沿轴向压缩至高度为h₂；重复步骤1.3和1.4继续进行试验；1.6每个老化温度试验终止时，最小恢复高度值小于选定的终点高度值h_f；则会获得一系列测试时间t和恢复高度h₃的一一对应的数据；步骤(二)：获得不同温度下的老化曲线：2.1对每个老化温度下的lgt和h₃进行多项式数学拟合，得到数学表达式：w＝a₀+a₁z+a₂z²，其中，w＝lgt，z＝h₃，并绘制拟合曲线；2.2将z＝h_f代入步骤2.1所述数学表达式中，得到各温度下的w，即lgt_f；步骤(三)：静密封氟橡胶O形圈剩余使用寿命的预测：3.1对lgt和老化温度的倒数1/T进行一元线性回归，T是开尔文温度；得到回归方程其中，y＝lgt，x＝1/T，运用最小二乘法，可求出$\hat{b}=\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}(x_i-\stackrel{\‾}{x})y_i}{\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{(x_i-\stackrel{\‾}{x})}^2},\hat{a}=\stackrel{\‾}{y}-\hat{b}\stackrel{\‾}{x}$其中，$\stackrel{\‾}{x}=\frac{1}{n}\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{x}_i,\stackrel{\‾}{y}=\frac{1}{n}\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{y}_i;$3.2对回归方程的显著性进行t检验；3.3求置信区间：对于方程$y=\hat{a}+\hat{b}x,$当x＝x₀时，${\hat{y}}_0=\hat{a}+\hat{b}{x}_0;$y₀的置信区间为其中，$\mathrm{\δ}\left(x_0\right)=t_{1-\frac{\mathrm{\α}}{2}}(n-2)\sqrt{\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{(y_i-{\hat{y}}_i)}^2}{n-2}}\sqrt{1+\frac{1}{n}+\frac{{(\stackrel{\‾}{x}-x_0)}^2}{\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{(x_i-\stackrel{\‾}{x})}^2}};$3.4静密封氟橡胶O形圈剩余使用寿命的预测：将x＝x₀＝1/T_W代入方程中，求得置信区间下限为T_W是开尔文温度；则静密封氟橡胶O形圈的实际工作温度T_W下的lgt，经过指数转换，即可得到静密封氟橡胶O形圈剩余使用寿命t_w为