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原文传递一种基于化学特性分析的粘结结构老化预测方法

专利名称：	一种基于化学特性分析的粘结结构老化预测方法
摘要：	本发明公开了一种基于化学特性分析的粘结结构老化预测方法，其特征在于，包括：步骤一、制作试验件，其包括：步骤二、将所述试验件放入湿热环境箱内，并按照不同的温度或湿度变化周期进行湿热循环；步骤三、每间隔z个周期，将所述试验件取出进行数据测试；步骤四、采用数字拟合的方式对所述化学特性相关的离散数据和力学性能离散数据的近似相关性进行计算，并结合老化系数随时间的变化规律和基团随时间的变化规律，获得两组相关度指标，从而得到力学性能预测结果。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	吉林;22
申请人：	吉林大学
发明人：	那景新;王广彬;慕文龙;谭伟;申浩;高原;栾建泽;冯耀
专利状态：	有效
申请日期：	2019-08-13T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-12T00:00:00+0800
申请号：	CN201910742094.2
公开号：	CN110441230A
代理机构：	北京远大卓悦知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	许小东
分类号：	G01N19/04(2006.01);G;G01;G01N;G01N19
申请人地址：	130000吉林省长春市前进大街2699号
主权项：	1.一种基于化学特性分析的粘结结构老化预测方法，其特征在于，包括：步骤一、制作粘结试件和胶黏剂试件：步骤二、将所述粘结试件和所述胶黏剂试件放入湿热环境箱内，并按照不同的温度或湿度变化周期进行湿热循环；步骤三、每间隔多个周期，将所述粘结试件取出进行拉伸测试，得到离散的力学性能测试数据，即不同湿热循环周期之后的平均失效载荷；采用衰减全反射的方式获得所述胶黏剂试件的波谱图，并对所述波谱图进行定量分析，获得与所述胶黏剂化学特性相关的离散数据；步骤四、对所述化学特性相关的离散数据和力学性能离散数据的近似相关性进行计算，并结合老化系数随时间的变化规律和基团随时间的变化规律，获得两组相关度指标，从而得到粘结结构老化性能预测结果。 2.根据权利要求1所述的基于化学特性分析的粘结结构老化预测方法，其特征在于，所述粘结试件包括：第一粘结试件，其由铝合金板试样和老化后的碳纤维增强复合材料板材试样利用胶黏剂粘结而成；第二粘结试件，其由铝合金板试样和碳纤维增强复合材料板材试样利用胶黏剂粘接而成。 3.根据权利要求2所述的基于化学特性分析的粘结结构老化预测方法，其特征在于，所述第一粘结试件和所述第二粘结试件的制作过程为：步骤a、对铝合金板试样的粘接面沿两个方向交叉进行打磨，形成交叉的打磨纹理；步骤b、对所述铝合金板试样和所述碳纤维增强复合材料板材试样的粘结面进行清洗；步骤c、混合胶粘剂，并均匀涂抹在铝合金试棒的粘接面上，然后在粘接面上再均匀地放置多个玻璃珠，用于控制胶层厚度；步骤d、将所述铝合金板试样和所述碳纤维增强复合材料板材试样装配在工装夹具上，实现最终的装配。 4.根据权利要求3所述的基于化学特性分析的粘结结构老化预测方法，其特征在于，还包括胶黏剂固化过程：将装配好的粘结试件在室温条件下固化24小时后，在高温干燥箱中进行固化，在80℃环境中固化2小时后取出，完成试样粘接过程。 5.根据权利要求1或4所述的基于化学特性分析的粘结结构老化预测方法，其特征在于，所述步骤二中的温度变化周期循环曲线为： RH(t)＝20％0≤t﹤12；其中，T(t)为湿热环境箱的温度，RH(t)为湿热环境箱的湿度，t为老化时间。 6.根据权利要求5所述的基于化学特性分析的粘结结构老化预测方法，其特征在于，所述步骤二中的湿度变化周期循环曲线为：其中，T(t)为湿热湿热环境箱的温度，RH(t)为湿热湿热环境箱的湿度，t为老化时间。 7.根据权利要求6所述的基于化学特性分析的粘结结构老化预测方法，其特征在于，所述步骤三中的的拉力测试过程采用以1～1.5mm/min的恒定速度拉伸所述第一粘结试件和所述第二粘结试件。 8.根据权利要求1或7所述的基于化学特性分析的粘结结构老化预测方法，其特征在于，所述步骤三中所述胶黏剂化学特性相关的离散数据获取过程包括：选取波谱图中变化相对明显的吸收峰，即参与反应的波谱位置1098cm-1基团和3328cm-1基团作为关键基团；采用峰高法拟合各基团吸收峰强度与老化时间的关系曲线，并作随时间变化的线性回归分析，获得基团谱峰峰值变化规律曲线：其中，为老化时间为t时1098cm-1基团的吸收峰变化规律曲线，为变化规律曲线内第i个1098cm-1基团的吸收峰强度，为为变化规律曲线内第i个3328cm-1基团的吸收峰强度，n为基团数量，m为选取的关键基团个数。 9.根据权利要求8所述的基于化学特性分析的粘结结构老化预测方法，其特征在于，所述步骤四包括：步骤1、选取所述离散的力学性能测试数据Fi(t)作为基准数据，将所述基团谱峰峰值变化规律曲线进行旋转和平移变换，获得以(a,b)为参数的函数族：其中，H′i(t)为变换后的以(a,b)为参数的函数族，为比例因子，为平移因子，t为时间；步骤2、计算所述化学特性相关的离散数据与力学性能离散数据的残差平方和所述力学性能离散数据与力学性能离散数据极小值的残差平方，得到泛函：其中，Π(a,b)为以(a,b)为参数的泛函，Fi为第i个粘结试件的力学性能数据，Fmin为力学性能数据的极小值；步骤3、计算泛函的极小值min[Π(a,b)]；步骤4、计算化学特性相关的离散数据与力学性能离散数据的相关度：步骤5、建立基于波谱分析测试的复杂环境下粘接结构剩余强度预测函数从而对粘结结构老化性能结果进行预测：其中，SR为人工加速老化某时刻的剩余强度。 10.根据权利要求2所述的基于化学特性分析的粘结结构老化预测方法，其特征在于，所述玻璃珠直径为0.2±0.02mm，多大个玻璃珠的总体积小于胶层体积的4％。
所属类别：	发明专利