一种基于关键橡胶件性能退化的流体连接器寿命评估方法技术

一种基于关键橡胶件性能退化的流体连接器寿命评估方法。对流体连接器中的O型橡胶圈进行性能退化试验，并在性能退化试验中测试并记录O型橡胶圈的压缩永久变形，建立O型橡胶圈的性能退化模型；在进行性能退化试验的同时，将O型橡胶圈安装在流体连接器中，对流体连接器进行验证试验，测试流体连接器的密封性，直到O型橡胶圈失效，记录失效阈值；结合失效阈值及性能退化模型评估流体连接器的寿命值。本发明专利技术明确了以局部密封结构寿命近似代替流体连接器整体寿命的科学性、可行性；节省试验时间和成本；评价结果准确程度更高，针对性更强；对于可更换O型橡胶圈的产品，可以此确定产品的维修保障周期。维修保障周期。维修保障周期。

【技术实现步骤摘要】
一种基于关键橡胶件性能退化的流体连接器寿命评估方法


[0001]本专利技术属于连接器寿命评估方法
，具体涉及一种基于关键橡胶件性能退化的流体连接器寿命评估方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着军用装备的整体可靠性水平大幅度提升，部分产品的可靠性指标也越来越高。目前通常按照现行标准和验收程序的规定对产品进行可靠性试验，或将整个产品作为研究对象，通过开展加速试验完成可靠性评估与寿命预测。加速试验带来的突出问题是，由于军工、航空航天等领域的产品本身越来越符合长寿命、高可靠的特点，即使是加速试验也很难在可接受的时间内使这些产品发生失效。随着产品可靠性大幅度提升，加速试验所需要耗费的时间变得越来越长，加上开展可靠性试验本身对样件数量需求也比较多，导致试验经费开销也越来越高，最终导致产品整体成本费用压力过大。
[0003]流体连接器是液冷散热系统重要的组成部分，其主要功能是实现对管路、冷板等流体通路的快速通断，方便装备调试和维护，广泛应用于航空航天、防务、轨道交通、数据通信等领域。流体连接器包括多个零部件，将流体连接器作为整体进行加速试验，试验时间较长，对样件数量的需求也比较多，因此使用加速试验的方法对流体连接器寿命进行评估的成本较高。

技术实现思路

[0004]为解决上述流体连接器寿命评估成本较高的技术问题，本专利技术提供一种基于关键橡胶件性能退化的流体连接器寿命评估方法。
[0005]本专利技术的目的是采用以下技术方案来实现。依据本专利技术提出的一种基于关键橡胶件性能退化的流体连接器寿命评估方法，对流体连接器中的O型橡胶圈进行性能退化试验，并在性能退化试验中测试并记录O型橡胶圈的压缩永久变形，建立O型橡胶圈的性能退化模型；在进行性能退化试验的同时，将O型橡胶圈安装在流体连接器中，对流体连接器进行验证试验，测试流体连接器的密封性，直到O型橡胶圈失效，记录失效阈值；结合失效阈值及性能退化模型评估流体连接器的寿命值。
[0006]进一步的，在进行性能退化试验前，首先确定O型橡胶圈的试验环境剖面，包括环境温度、压缩量及液体环境，忽略影响较小的液体环境，以温度为试验应力对O型橡胶圈进行性能退化试验，设计制作试验夹具保证O型橡胶圈的压缩量。
[0007]进一步的，在进行性能退化试验前，根据性能退化试验的加速试验温度确定O型橡胶圈的测试周期，以便于在每个测试周期检测并记录O型橡胶圈的压缩永久变形。
[0008]进一步的，在进行性能退化试验时，将O型橡胶圈安装在试验夹具中，然后在确定的加速试验温度下进行性能退化试验，经过一个测试周期，取出O型橡胶圈检测并记录其压缩永久变形，然后继续进行性能退化试验，并在每个测试周期检测并记录O型橡胶圈的压缩永久变形；改变试验温度，重新设置测试周期、O型橡胶圈及对应试验夹具，然后进行性能退
化试验，并检测记录O型橡胶圈的压缩永久变形；处理性能退化试验的数据，结合O型橡胶圈的压缩永久变形随时间变化的经验公式，建立O型橡胶圈的压缩永久变形与时间、温度的性能退化模型。
[0009]进一步的，每经过一个测试周期，并检测记录O型橡胶圈的压缩永久变形后，将O型橡胶圈安装在流体连接器中，测试流体连接器的密封性；直到流体连接器不能实现密封功能，说明O型橡胶圈退化至失效，由此确定O型橡胶圈的失效阈值及试验截止时间；根据由流体连接器密封性验证确定的O型橡胶圈失效阈值，结合O型橡胶圈性能退化模型，建立流体连接器的寿命评估模型，预测流体连接器一定温度范围内的寿命值。
[0010]进一步的，所述O型橡胶圈的压缩永久变形随时间变化的经验公式为：
[0011][0012]其中：
[0013]K——老化加速系数，1/h，随加速试验温度变化；
[0014]B——试验常数；
[0015]τ——老化时间，h；
[0016]α——经验常数，0＜α≤1；
[0017]ε——O型橡胶圈在任一老化时间τ内的压缩永久变形。
[0018]进一步的，以温度为加速应力，基于Arrhenius方程得到一定范围内老化加速系数K与温度T的关系：
[0019]K＝Ae
‑
E/RT
[0020]式中：
[0021]E——表面活化能，J
·
mol
‑1；
[0022]R——气体常数，J
·
K
‑1·
mol
‑1；
[0023]T——老化绝对温度，K；
[0024]A——频率因子，h
‑1。
[0025]进一步的，为了避免O型橡胶圈被偶然因素干扰，设置多个试验夹具及对应的O型橡胶圈，同时在同一加速试验温度下进行性能退化试验。
[0026]进一步的，基于O型橡胶圈在流体连接器中的安装环境针对性设计制作试验夹具，保证试验夹具的材料、嵌套O型橡胶圈的沟槽尺寸、与O型橡胶圈的接触面镀层及粗糙度、O型橡胶圈的压缩方向与O型橡胶圈在流体连接器中的安装环境一致。
[0027]与现有技术相比，本专利技术的有益之处在于：
[0028](1)将本专利技术的方法应用到工程研制及使用经验上，并根据大量的工程研制及使用经验，明确了以局部密封结构寿命近似代替流体连接器整体寿命的科学性、可行性；
[0029](2)用O型橡胶圈代替整个流体连接器作为试验件进行性能研究，通过其性能退化趋势反应流体连接器的可靠性，节省试验时间和成本，也为装备可靠性研究提供了新的思路；
[0030](3)通过流体连接器在工况情况下实际失效时的O型橡胶圈的状态确定失效阈值，评价结果准确程度更高，针对性更强；
[0031](4)通过准确定位流体连接器薄弱环节，对于可更换O型橡胶圈的产品，可以此确定产品的维修保障周期。
[0032]上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
[0033]图1为本专利技术实施例的流程示意图。
具体实施方式
[0034]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0035]如图1所示为本专利技术一种基于关键橡胶件性能退化的流体连接器寿命评估方法实施例的流程示意图。
[0036]流体连接器中含有多个零部件，将流体连接器作为整体进行加速试验，从而实现产品的寿命预测，该方法的试验时间较长，对样件数量的需求也比较多，导致试验成本过高。
[0037]对于很多长寿命、高可靠的产品，其某些关键性能指标会随着时间产生退化，而且退化程度和产品的寿命存在紧密联系，所以定位到实现这些关键性能的关键部件本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于关键橡胶件性能退化的流体连接器寿命评估方法，其特征在于：对流体连接器中的0型橡胶圈进行性能退化试验，并在性能退化试验中测试并记录O型橡胶圈的压缩永久变形，建立O型橡胶圈的性能退化模型；在进行性能退化试验的同时，将O型橡胶圈安装在流体连接器中，对流体连接器进行验证试验，测试流体连接器的密封性，直到O型橡胶圈失效，记录失效阈值；结合失效阈值及性能退化模型评估流体连接器的寿命值。2.根据权利要求1所述的一种基于关键橡胶件性能退化的流体连接器寿命评估方法，其特征在于：在进行性能退化试验前，首先确定O型橡胶圈的试验环境剖面，包括环境温度、压缩量及液体环境，忽略影响较小的液体环境，以温度为试验应力对O型橡胶圈进行性能退化试验，设计制作试验夹具保证O型橡胶圈的压缩量。3.根据权利要求2所述的一种基于关键橡胶件性能退化的流体连接器寿命评估方法，其特征在于：在进行性能退化试验前，根据性能退化试验的加速试验温度确定O型橡胶圈的测试周期，以便于在每个测试周期检测并记录O型橡胶圈的压缩永久变形。4.根据权利要求3所述的一种基于关键橡胶件性能退化的流体连接器寿命评估方法，其特征在于：在进行性能退化试验时，将O型橡胶圈安装在试验夹具中，然后在确定的加速试验温度下进行性能退化试验，经过一个测试周期，取出O型橡胶圈检测并记录其压缩永久变形，然后继续进行性能退化试验，并在每个测试周期检测并记录O型橡胶圈的压缩永久变形；改变试验温度，重新设置测试周期、O型橡胶圈及对应试验夹具，然后进行性能退化试验，并检测记录0型橡胶圈的压缩永久变形；处理性能退化试验的数据，结合O型橡胶圈的压缩永久变形随时间变化的经验公式，建立O型橡胶圈的压缩永久变形与时间、温度的性能退化模型。5.根据权利要求4所述的一种基于关键橡胶件性能退化的流体连接器寿命评估方法，其特征在于：每经过一个测试周期，并检测记录O型橡胶圈的压缩永久变形后，将O型橡...

【专利技术属性】
技术研发人员：张丽，郭婧宜，张登峰，王英浩，
申请(专利权)人：中航光电科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：