[发明专利]一种弹用弹簧多元参数相关加速退化试验方法

权利要求书

1.一种弹用弹簧多元参数相关加速退化试验方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤(1)：对弹簧进行贮存失效机理分析与可靠性摸底试验，确定弹簧的退化性能参数为应力松弛率和永久变形率，敏感环境应力为恒高温；

步骤(2)：根据步骤(1)确定的退化性能参数和敏感环境应力，制定加速退化试验方案；

步骤(3)：设计试验夹具，模拟弹簧随弹贮存的安装状态，对弹簧进行加速退化试验，并记录包括弹簧应力和弹簧长度的实验数据；

步骤(4)：对步骤(3)得到的试验数据进行分析处理，建立退化轨迹模型；步骤(4)具体包括如下步骤：

步骤(41)：将试验数据进行处理，得到弹簧的性能参数退化轨迹方程：试验所得的数据为原始数据，需要处理为性能退化数据，应力松弛率的计算公式为：

其中，R为应力松弛率/％，P_t为试件恢复后的弹性压力/N；P₀为试件的初始弹性压力/N；

永久变形率的计算公式为：

其中，D为永久变形率/％，L_t为试件恢复后的长度/mm；L₀为试件的初始长度/mm；

根据经过处理后的性能退化数据，利用最小二乘法估计各个弹簧样本退化性能参数的退化轨迹模型的参数，得到弹簧样本的性能参数退化轨迹方程；

步骤(42)：将常见的退化轨迹模型与步骤(41)得到的弹簧性能参数的退化轨迹方程进行拟合，选取与退化性能参数的残差平方和最小的退化轨迹模型作为弹簧的实际退化模型；

步骤(5)：根据步骤(4)的退化轨迹模型并结合加速模型，推算出弹簧贮存温度下的性能退化情况；

步骤(6)：根据退化性能参数的失效阈值与Copula函数，建立弹簧的贮存联合可靠度模型，评估弹簧贮存寿命。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)具体包括如下步骤：

步骤(11)：结合弹簧的材料、制造工艺、贮存环境和摸底试验数据进行贮存失效机理分析，选取弹簧的主要退化性能参数为应力松弛率和永久变形率；

步骤(12)：根据弹簧的极端使用情况，通过摸底试验确定最高加速应力；

步骤(13)：结合弹簧的贮存环境和摸底试验数据，选取促进弹簧塑性变形的环境影响因素恒高温为敏感环境应力。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)具体包括如下步骤：

步骤(31)：设计试验夹具，模拟弹簧随弹贮存的安装状态；

步骤(32)：根据弹簧的应力松弛率和永久变形率两种退化性能参数的不同特性，制定试验中的弹簧应力和弹簧长度的测量方案。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(31)中采用的试验夹具包括通过螺栓和螺母连接的套筒和盖板；

套筒和盖板的材料为LC4硬铝材料，盖板上设有通孔，套筒的底面设有通孔，套筒的内径比弹簧的外径大5％；盖板下侧设有与弹簧外径相等的圆形凹槽，夹具内部高度等于弹簧随弹贮存的真实安装环境的高度；

螺栓依次穿过盖板，弹簧和套筒底面的通孔之后采用螺栓连接，实现盖板和套筒的紧固。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(32)中的弹簧应力的测量方案如下：

步骤(321)：将测试试验夹具放置于压力仪中，转动仪器摇臂，使探头下移与测试试验夹具顶端缓慢接触，探头刚接触夹具时按下清零键，确定压缩零点；

步骤(322)：确定零点后，探头上移，然后将弹簧置于测试试验夹具中，转动仪器摇臂使探头下移与弹簧顶端接触，开始压缩弹簧；

步骤(323)：压缩弹簧至规定压缩量后，即距离数据减为0时，读取稳定显示的压力读数，记录该数据。