[发明专利]一种基于环境效应的表面改性工艺可靠性评价方法

说明书

本发明提供一种基于环境效应的表面改性工艺可靠性评价方法,步骤如下：一：关键表面完整性特征及敏感环境应力分析；二：关键表面完整性特征退化实验；三：退化预测模型的建立；四：动态环境下的关键表面完整性特征的退化预测；五：评价指标的计算；通过以上步骤，能够准确预测关键表面完整性特征在动态环境中的退化过程，通过计算动态环境中某时刻关键表面完整性特征大于退化阈值的概率，能够对该工艺抵抗环境应力的能力做出评估，实现该工艺的可靠性评估，并能够为该工艺流程的优化提供帮助。

技术领域

本发明涉及一种基于环境效应的表面改性工艺可靠性评价方法，本方法可以对产品关键表面特征在动态自然环境中的退化过程做出准确的预测，可以定量估计表面改性工艺在不同环境下的适应能力，基于该适应能力的强弱实现对表面改性工艺可靠性的评价。该方法适用于工艺可靠性评价、维修决策等技术领域。

背景技术

表面改性工艺是一类常见的改善产品表面特性的工艺方法，它是采用化学的、物理的方法改变材料或工件表面的化学成分或组织结构以提高产品零件或材料性能的一项技术。它能够通过赋予产品表面耐高温、防腐蚀、耐磨损、抗疲劳等新的特性来提高产品的可靠性。表面改性工艺的可靠性是指经过表面改性工艺加工的产品能否在规定的时间，规定的条件下实现其规定的功能的能力。对表面改性工艺进行合理的工艺可靠性评价能够确保工艺选择的合理性，提高工艺与使用环境的匹配程度，进而能够提高产品的可靠性等。因此，工艺可靠性评价方法的优劣对产品质量意义重大。

目前国内外研究人员对制造工艺的评价方法较多，但缺乏从产品实际使用环境出发，基于环境效应对表面改性工艺做出评价的研究。在实际的工程应用当中，产品在不同的工作环境中的失效速度相差较大，这就需要针对不同的环境选择不同的工艺方法。表面完整性作为产品表面综合能力的重要特征，它的退化程度能够体现了产品表面的损伤程度，忽略环境效应对产品表面完整性的影响，极易造成产品过早失效，无法完成其规定的功能。因此，探索考虑环境效应的表面改性工艺可靠性评价方法具有十分重要的意义，并且目前关于这方面的研究较为薄弱，本发明提供了一种基于环境效应的表面改性工艺可靠性评价方法。

发明内容

本发明提出了基于环境效应的表面改性工艺可靠性评价方法，它是基于环境效应，从表面改性工艺在动态环境下的适应能力为出发点对表面改性工艺的可靠性做出定量评估的方法。首先需要分析产品的失效模式、失效机理与使用环境三者之间的关系，确定关键表面完整性特征与敏感环境应力。然后对表面改性后的产品施加敏感环境应力，检测并记录产品表面完整性特征的退化数据，同时监测并记录实验期间的环境应力，直至关键表面完整性特征退化至失效阈值，结束实验。然后利用神经网络算法建立表面完整性特征的退化预测模型。然后将新的环境应力数据及产品关键表面完整性特征的检测数据带入训练好的预测模型，获得该环境应力作用下表面完整性特征的退化数据。结合关键表面完整性特征的失效阈值，利用应力强度干涉模型，计算动态环境应力作用下，关键表面完整性特征值大于失效阈值的概率，以其作为基于环境效应的表面改性工艺可靠性评价指标。

(1)发明目的

合理的工艺可靠性评价能够确保工艺选择的合理性，提高工艺与使用环境的匹配程度，进而能够提高产品的可靠性。在实际的工程应用当中，环境效应不仅会影响产品表面的退化过程，同时也对表面改性工艺技术起到了筛选的作用，它能够直观地体现出环境与工艺的匹配程度。忽视环境效应对产品的影响会导致产品无法完成规定的功能，降低产品的使用寿命。目前缺乏从环境效应角度出发对表面改性工艺进行评价的方法。基于此本发明提供了一种基于环境效应的表面改性工艺可靠性评价方法，是一种直观简便、操作性强，能够对定量表征表面改性工艺对环境适应能力的工艺可靠性评价方法。

(2)技术方案