[发明专利]一种塑料高寒大气环境-拉伸载荷耦合加速试验方法

说明书

本发明公开了一种塑料高寒大气环境‑拉伸载荷耦合加速试验方法,采用拉伸强度作为评价指标，以高寒大气户外环境静态暴露试验结果为基准，对比分析高寒大气户外环境静态拉伸载荷加载试验、高寒大气户外环境动态拉伸疲劳加载试验和高寒大气户外环境静态暴露试验的交替循环试验、高寒大气户外环境动态拉伸疲劳加载试验和高寒大气户外环境静态拉伸载荷加载试验的交替循环试验三方面的载荷耦合加速试验方法相对于高寒大气户外环境静态暴露试验的加速性，真实反映高寒大气环境下老化与拉伸载荷耦合作用对塑料性能的退化影响，克服了传统实验室加速试验难以真实反映高寒大气多种环境因素老化的综合影响，而自然环境静态暴露试验不能反映拉伸载荷影响的不足。

技术领域

本发明涉及环境试验技术领域，具体涉及一种塑料高寒大气环境-拉伸载荷耦合加速试验方法。

背景技术

随着装备/产品轻量化发展要求的不断提升，塑料凭借其比强度高、重量轻、机械性能优良、易于加工成型、成本低廉等诸多特点，在装备/产品研制和生产中被广泛应用，尤其是大量先进塑料用于装备/产品的承力部位，“以塑代钢”成为日益普遍的现象。

作为承力部位的塑料，在装备/产品全寿命周期可能遭遇更加复杂的工况条件，尤其是在高寒大气环境等极端严酷环境，不仅遭受寒冷低温、太阳辐射、湿度等多种大气环境因素老化的综合影响，自身还遭受拉伸、压缩等载荷影响，这种高寒大气环境-力学载荷的耦合作用极易造成装备/产品的塑料承力部位提前失效，给装备的可靠服役带来较大的隐患，其环境适应性面临突出挑战。

目前，国内外在大气环境-力学载荷耦合作用下塑料环境损伤相关基础研究方面较为薄弱，迫切需要有计划开展塑料大气环境-力学载荷耦合加速试验研究，建立相应试验方法，掌握耦合作用下塑料的环境损伤模式、损伤规律和损伤机理，丰富和发展其相关理论，为保障塑料结构服役安全与服役性能提供更多科学支撑。

发明内容

针对上述现有技术中的不足之处，本发明提出一种塑料高寒大气环境-拉伸载荷耦合加速试验方法，其真实反映高寒大气环境下老化与拉伸载荷耦合作用对塑料性能的退化影响，克服了传统实验室加速试验难以真实反映高寒大气多种环境因素老化的综合影响，而自然环境静态暴露试验不能反映拉伸载荷影响的不足。

为了实现上述目的，本发明的技术方案：一种塑料高寒大气环境-拉伸载荷耦合加速试验方法，其加速试验方法有：

(1)、将试验件置于高寒大气户外环境下进行静态拉伸载荷加载试验，每天以应力比为1、静态拉伸载荷为0.7F对试验件进行持续加载试验，试验周期10～30天；

(2)、将试验件置于同等高寒大气户外环境下进行包含动态拉伸疲劳加载试验、静态暴露试验的交替循环试验，每天以最大拉伸疲劳载荷0.7F、最小拉伸疲劳载荷0.4F、频率为10Hz、加载波形为正弦波对试验件加载30分钟，其余时间进行静态暴露试验，试验周期10～30天；

(3)、将试验件置于同等高寒大气户外环境下进行包含动态拉伸疲劳加载试验、静态拉伸载荷加载试验的交替循环试验，每天以最大拉伸疲劳载荷0.7F、最小拉伸疲劳载荷0.4F、频率为10Hz、加载波形为正弦波对试验件加载30分钟，其余时间以应力比为1、静态拉伸载荷为0.7F对试验件进行持续静态加载，试验周期10～30天；

其中，F为塑料自身的最大拉伸力，

通过每周期对试验件进行拉伸强度检测，并以拉伸强度作为塑料的环境适应性评价指标，评价高寒大气户外环境静态拉伸载荷加载试验、高寒大气户外环境动态拉伸疲劳加载试验和高寒大气户外环境静态暴露试验的交替循环试验、高寒大气户外环境动态拉伸疲劳加载试验和高寒大气户外环境静态拉伸载荷加载试验的交替循环试验相对于高寒大气户外环境静态暴露试验的加速倍率。

进一步的，高寒大气户外环境静态暴露试验包括：