[发明专利]小样本数据预测环氧树脂胶粘剂寿命的方法

说明书

本发明属于可靠性加速试验方法领域，具体涉及一种小样本数据预测环氧树脂胶粘剂寿命的方法，采用下述步骤：1）确定试验条件、试验样本及时间；2）测定拉伸剪切强度试验数据记录；3）对步骤2）的数据进行归一化处理；4）拟合出环氧树脂胶粘剂退化轨迹模型；5）扩充样本数据；6）将扩充后的样本数据代入BP神经网络进行迭代，得到神经网络训练结果，最终得到的环氧树脂胶粘剂的贮存寿命预计值。本申请是为在试验数据较小的情况下确保评估结果的精度开拓了新的思路，和传统试验方法相比，节省了大量的时间和经费。

技术领域

本发明属于可靠性加速试验方法领域，具体涉及一种小样本数据预测环氧树脂胶粘剂寿命的方法。

背景技术

环氧树脂胶粘剂的基体材料是环氧树脂。与其它热固性树脂相比，其综合性能更加优异，已在航空、航天等领域广泛使用。环氧树脂胶粘剂主要用于设备连接、密封等，为确保航空、航天装备系统的可靠性，其热老化性能是重要考核指标。高分子材料在加工、贮存和使用过程中，随着时间的增长以及湿热等环境因素的影响，物理力学等性能逐渐下降，这种现象称为老化。当材料出现严重老化现象时，设备设施的使用会受到很大影响，不论是结构的承载能力还是设备的整体密封性能都会明显降低，因此研究环氧树脂胶粘剂的老化情况，考察其在一定工况下老化至设备所能承受的最低性能要求就显得尤为重要。

影响环氧树脂胶粘剂的老化速度的影响因素有很多，例如湿、热、电等；进行环氧树脂老化情况研究的方法也有很多，例如自然失效试验、人工失效试验等。环氧树脂胶粘剂具有较为良好的综合性能，其老化速度相对较慢，而且考虑到航空航天设备的使用或贮存年限较高，传统的可靠性试验往往由于时间太久而无法实施，因此需要采用加速退化试验的方式，研究在不同温度应力下胶粘剂的力学性能变化情况，进而推断设备可以使用贮存的时间，也即胶粘剂的寿命。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的缺点，提供一种小样本数据预测环氧树脂胶粘剂寿命的方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

1.一种小样本数据预测环氧树脂胶粘剂寿命的方法，其特征在于，采用下述步骤：

1）确定试验条件、试验样本及时间；

2）根据步骤1）中的不同的应力设计要求，分别将样件置于不同的应力设计要求环境下，并测定拉伸剪切强度试验数据记录；

3）对步骤2）的数据进行归一化处理，并将数据带入到公式（4）中；利用最小二乘法，迭代拟合出材料退化模型的相关参数A、B、C、D；

（4）；

其中，P表示环氧树脂材料的力学性能率；A、B、D为与温度、时间无关的常数；C=-E/R；T为温度应力，单位为K；t为时间，单位为d；R为气体常数单位为J•K^-1•mol^-1，E为表观活化能，单位为J•mol^-1；

4）通过步骤3）得到的相关参数A、B、C、D拟合出环氧树脂胶粘剂退化轨迹模型；

5）根据步骤4）得到的退化轨迹模型公式绘制环氧树脂胶粘剂退化轨迹三元模型；并扩充样本数据；

6）将扩充后的样本数据代入BP神经网络进行迭代，得到神经网络训练结果；将工作温度应力环境，与工作要求的环氧树脂胶粘剂的拉伸剪切强度性能阈值带入训练好的BP神经网络中，最终得到的环氧树脂胶粘剂的贮存寿命预计值。

优选的，步骤1)的试验条件具体选择原则为：1）最小应力水平不低于工况环境温度；（2）最大应力水平不超过工作极限温度；（3）试验中应力水平数至少有四个。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：