本發明涉及產品壽命計算技術領域，具體涉及一種橡膠材料產品壽命預測方法。
背景技術：
為了保證無人機的飛行安全及工作性能，需要預測無人機的儲存時間。特別是對于橡膠材料產品，由于橡膠材料產品無人機部件組裝完成后，橡膠材料產品會受到初始裝配應力的擠壓而發生變形，還會受到儲存空間的濕度影響及溫度影響。無人機整機裝配完成后，對于橡膠材料產品同樣會遇到這些問題。在現有技術中，對于橡膠材料產品只能通過定期檢查，提前更換，目前還沒有一種有效的方式能夠預測橡膠材料產品的剩余壽命。這樣不僅增加了機檢人員的工作量，而且反復拆裝會對無人機的裝配精度產生影響，進而影響無人機的性能。另外，提前更換橡膠產品也會造成資源的浪費。
技術實現要素：
本發明的目的是提供一種橡膠材料產品壽命預測方法，以解決或至少減輕背景技術中所存在的至少一處的問題。
本發明的技術方案是：提供一種橡膠材料產品壽命預測方法，包含以下內容：
計算橡膠材料產品由于溫度影響導致的位移變化量λwd；
計算所述橡膠材料產品由于存儲空間的濕度影響導致的腐蝕深度λsd；
計算所述橡膠材料產品在初始裝配應力作用下產生的位移變化量λn；
計算所述橡膠材料產品的厚度變化量λ，λ＝λn+λwd+λsd；
計算所述橡膠材料產品的剩余壽命N，其中，a,b,c為仿真參數。
優選地，根據所述橡膠材料產品的剩余壽命N，計算在所述存儲環境下的材料損傷擴散方程，
其中，K＝-0.32,n為時間跨度,N剩余壽命，R為綜合應力比；
R＝Rzh+Rwd,
其中，Rwd為溫度場對應的載荷應力比，Rzh為裝配載荷應力比，Pzh為自身應力載荷；
計算所述橡膠材料產品的材料損傷擴散后的壽命參數ξ，
ξ(n)＝ξ0[1-D(n)]，
其中，ξ0為壽命參數初始值；
規定所述橡膠材料產品的標準壽命為n，0≤n≤N-1，所述橡膠材料產品的剩余厚度為：σ0(n+1)＝σ0-λsd-(1-ξ(n))σ0，
其中，σ0為橡膠材料產品初始厚度；σ0(n+1)為第n+1年的橡膠材料產品初始厚度；λsd為腐蝕深度；ξ(n)為第n年壽命參數。
優選地，所述橡膠材料產品由于溫度影響導致的位移變化量
λwd＝α·σ0(n)·T
式中，α為材料膨脹系數；
σ0(n)為第n年的橡膠材料產品的初始厚度；
T為橡膠材料產品的存儲環境溫度；
λwd為橡膠材料產品由于溫度影響導致的位移變化量。
優選地，所述橡膠材料產品由于存儲空間的濕度影響導致的腐蝕深度為
λsd＝Me-mH+NenH
式中，M,N,m,n為仿真參數；H為橡膠材料產品儲存環境的相對濕度。
本發明的優點在于：本發明提供了一種橡膠材料產品壽命預測方法，能夠在考慮橡膠材料產品初始裝配應力、儲存環境溫度及儲存環境濕度影響的條件下，計算出橡膠材料產品的剩余壽命，為設備橡膠材料產品的檢查及更換提供了依據，減少了設備的拆裝次數，有利于提高設備檢查工作效率及維持設備的裝配精度，從而保證設備的性能。另外，降低了橡膠材料產品的更換，提高了產品市盈率，節約了資源。可有效避免因橡膠材料產品而導致的設備故障，有利于提高設備的整機壽命。
具體實施方式
為使本發明實施的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明的實施例，對本發明實施例中的技術方案進行更加詳細的描述。所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。下面通過參考描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。下面對本發明的實施例進行詳細說明。
在本發明的描述中，需要理解的是，術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內”、“外”等指示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明保護范圍的限制。
一種橡膠材料產品壽命預測方法，包含以下內容，計算橡膠材料產品由于溫度影響導致的位移變化量λwd；在本實施例中，橡膠材料產品由于溫度影響導致的位移變化量λwd的具體計算方法為
λwd＝α·σ0(n)·T
式中，α為材料膨脹系數；
σ0(n)為第n年的橡膠材料產品的初始厚度；
T為橡膠材料產品的存儲環境溫度；
λwd為橡膠材料產品由于溫度影響導致的位移變化量。
計算所述橡膠材料產品由于存儲空間的濕度影響導致的腐蝕深度λsd；在本實施例中，橡膠材料產品由于存儲空間的濕度影響導致的腐蝕深度為
λsd＝Me-mH+NenH
式中，M,N,m,n為仿真參數，仿真參數是由實驗數據回歸分析給出的；H為橡膠材料產品儲存環境的相對濕度。
計算所述橡膠材料產品在初始裝配應力作用下產生的位移變化量λn；在本實施例中，根據橡膠墊產品性能，通過仿真軟件，計算橡膠材料產品在初始裝配應力下的位移量λn。
計算所述橡膠材料產品的厚度變化量λ，λ＝λn+λwd+λsd；
計算所述橡膠材料產品的剩余壽命N，其中，a,b,c為仿真參數，仿真參數是由實驗數據回歸分析給出的。
在本實施例中，根據所述橡膠材料產品的剩余壽命N，計算在所述存儲環境下的材料損傷擴散方程，
其中，K＝-0.32,n為時間跨度,N剩余壽命，R為綜合應力比；
R＝Rzh+Rwd,
其中，Rwd為溫度場對應的載荷應力比，Rzh為裝配載荷應力比，Pzh為自身應力載荷；
計算所述橡膠材料產品的材料損傷擴散后的壽命參數ξ，
ξ(n)＝ξ0[1-D(n)]，
其中，ξ0為壽命參數初始值；
規定所述橡膠材料產品的標準壽命為n，0≤n≤N-1，所述橡膠材料產品的剩余厚度為：σ0(n+1)＝σ0-λsd-(1-ξ(n))σ0，
其中，σ0為橡膠材料產品初始厚度；σ0(n+1)為第n+1年的橡膠材料產品初始厚度；λsd為腐蝕深度；ξ(n)為第n年壽命參數。
具體的，假設某橡膠墊初始厚度為σ0＝10，在存儲溫度20攝氏度，存儲濕度20％，初始裝配應力為80MP的情況下，壽命參數ξ<0.8時，橡膠墊故障。預測該情況下產品存儲壽命。
根據橡膠墊產品性能，通過仿真軟件，可以計算橡膠墊在初始裝配應力下的位移量λn＝1.1604，材料膨脹系數為α＝-6.9×10-5，計算可得：
λwd＝α·σ0(n)·T＝-0.2021；
根據仿真結果，橡膠材料產品因存儲空間的濕度影響導致的腐蝕深度為：
λsd＝Me-mH+NenH＝0.3e-20H+0.006e0.04H＝0.0116；
考慮自身裝配應力的典型材料在溫度影響下產生的位移偏移量與濕度影響下的腐蝕平均深度綜合在一起得到材料厚度變化量：
λ＝λn+λwd+λsd＝0.9699；
在外部環境條件確定情況下，仿真參數為a＝54；b＝1.174；c＝0.06636，可以得總剩余壽命為：
裝配載荷應力比Rzh＝Pzh/100＝80/100＝0.8；
溫度場對應的載荷應力比
綜合應力比R＝Rzh+Rwd＝0.8-0.14＝0.66；
取K＝-0.32，
假設n的時間跨度為N，即直接求解，壽命參數ξ>0.8，則n＝10.07年，如果為了精確求解，可以縮短n的時間跨度，如每年計算一次(如可根據檢測周期進行確定)，根據公式σ0(n+1)＝σ0-λsd-(1-ξ(n))σ0，更新每次計算的初始厚度，進而估計材料的壽命。可以求解得n＝10年，即需要十年后更換該器件。
本發明提供了一種橡膠材料產品壽命預測方法，能夠在考慮橡膠材料產品初始裝配應力、儲存環境溫度及儲存環境濕度影響的條件下，計算出橡膠材料產品的剩余壽命，為無人機橡膠材料產品的檢查及更換提供了依據，減少了無人機的拆裝次數，有利于提高無人機檢查工作效率及維持無人機的裝配精度，從而保證無人機的性能。另外，降低了橡膠材料產品的更換，提高了產品市盈率，節約了資源。可有效避免因橡膠材料產品而導致的無人機故障，有利于提高無人機的整機壽命
最后需要指出的是：以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制。盡管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的精神和范圍。