EPDM密封圈使用壽命及貯存壽命預(yù)測(cè)

1、1 1 1 1編寫：黃健1EPDM密封圈使用壽命及貯存壽命預(yù)測(cè)華 域 汽 車 電 動(dòng) 系 統(tǒng) 有 限 公 司HUAYU AUTOMOTIVE ELECTRIC DRIVE SYSTEMS CO., LTD.目 錄21、EPDM簡(jiǎn)介2、試驗(yàn)原理及試驗(yàn)方法3、數(shù)學(xué)模型建立4、使用壽命及貯存壽命預(yù)測(cè)華 域 汽 車 電 動(dòng) 系 統(tǒng) 有 限 公 司HUAYU AUTOMOTIVE ELECTRIC DRIVE SYSTEMS CO., LTD.EPDM (Ethylene Propylene Diene Rubber) EPDM shows good heat, ozone and aging resi

2、stance. In addition they also exhibit high levels of elasticity, good low temperature behaviour as well as good insulating properties. The operating temperatures of applications for EPDM range between -45 C and +150 C (for a short period of time up to +175 C). With sulphur cured types the range is r

3、educed to -45 C and +120 C (for short period of time up to +150 C). EPDM can often be found in applications with brake fluids (based on glycol) and hot water.1、EPDM簡(jiǎn)介華 域 汽 車 電 動(dòng) 系 統(tǒng) 有 限 公 司HUAYU AUTOMOTIVE ELECTRIC DRIVE SYSTEMS CO., LTD.華 域 汽 車 電 動(dòng) 系 統(tǒng) 有 限 公 司HUAYU AUTOMOTIVE ELECTRIC DRIVE SYSTEMS

4、 CO., LTD.參考標(biāo)準(zhǔn)1、熱空氣老化試驗(yàn)按GB3512-2001硫化橡膠和熱塑性橡膠熱空氣加速老化和耐熱試驗(yàn)2、GB/T7759-1996硫化橡膠、熱塑性橡膠常溫、高溫和低溫下壓縮永久變形測(cè)定進(jìn)行。3、壓縮永久變形測(cè)試參照GB/T5720O 形橡膠密封圈試驗(yàn)方法。華 域 汽 車 電 動(dòng) 系 統(tǒng) 有 限 公 司HUAYU AUTOMOTIVE ELECTRIC DRIVE SYSTEMS CO., LTD. 在熱老化試驗(yàn)中, 根據(jù)乙丙橡膠的老化極限溫度, 探索試驗(yàn)選擇70、 80 、90 、100進(jìn)行試驗(yàn)。 每個(gè)老化溫度下取10個(gè)有效試驗(yàn)點(diǎn), 每個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)的平行樣為3個(gè)。 試驗(yàn)設(shè)備采用熱老化

5、試驗(yàn)箱, 溫度誤差為士1。試驗(yàn)步驟華 域 汽 車 電 動(dòng) 系 統(tǒng) 有 限 公 司HUAYU AUTOMOTIVE ELECTRIC DRIVE SYSTEMS CO., LTD.壓縮永久變形式中： 為壓縮永久變形率/%； t D 為試樣恢復(fù)后的5 個(gè)樣品的軸向截面直徑測(cè)量值的平均值/mm； 0 D為試樣的初始軸向截面直徑/mm； x D 為夾具內(nèi)限制器高度/mm。密封圈老化試樣從老化箱中取出并立即卸掉負(fù)載，在室內(nèi)停放30 min 后測(cè)量，壓縮永久變形公式為華 域 汽 車 電 動(dòng) 系 統(tǒng) 有 限 公 司HUAYU AUTOMOTIVE ELECTRIC DRIVE SYSTEMS CO., LT

6、D. 數(shù)據(jù)處理過程中普遍采用的數(shù)字模型及基礎(chǔ)理論如下：橡膠在材料老化過程中，性能變化指標(biāo)P 與老化時(shí)間 的關(guān)系一般用經(jīng)驗(yàn)公式(1)來描述，P=1-= Bexp (-K) (1)式(1)中P為性能變化指標(biāo)，對(duì)壓縮永久變形為(1-)，為時(shí)間的壓縮永久變形率；B為實(shí)驗(yàn)常數(shù)；為老化時(shí)間，為老化經(jīng)驗(yàn)常數(shù)，01。數(shù)學(xué)模型選用速率常數(shù)K 與老化溫度T 之間的關(guān)系服從Arrhenius（阿累尼烏斯） 公式：K=Ae-E/RTE 為表觀活化能，J mol-1；R 為氣體常數(shù)，J K-1mol-1；T 為老化溫度，K；A 為頻率因子，d-1。(2)華 域 汽 車 電 動(dòng) 系 統(tǒng) 有 限 公 司HUAYU AUTO

7、MOTIVE ELECTRIC DRIVE SYSTEMS CO., LTD. 選擇某一性能指標(biāo)P作為研究手段（橡膠密封件選用壓縮永久變形作為考核指標(biāo)居多），得到P與不同老化時(shí)間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，在此基礎(chǔ)上通過逐次逼近法確定經(jīng)驗(yàn)常數(shù)，得到不同試驗(yàn)溫度。 由式(2)可知速率常數(shù)K的對(duì)數(shù)與溫度(1/T)成線性關(guān)系，將得到的速率常數(shù)K與不少于3個(gè)試驗(yàn)溫度的倒數(shù)(1/T)進(jìn)行線性擬合，可得到數(shù)率常數(shù)K與溫度的關(guān)系式，由此得到室溫下的速率常數(shù)，將此速率常數(shù)帶入式(1)即得到預(yù)測(cè)壽命方程，推算出材料的貯存壽命。性能指標(biāo)P華 域 汽 車 電 動(dòng) 系 統(tǒng) 有 限 公 司HUAYU AUTOMOTIVE ELECTR

8、IC DRIVE SYSTEMS CO., LTD.試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理及貯存壽命評(píng)估1、材料老化經(jīng)驗(yàn)常數(shù)的確定 值可根據(jù)GB7041-86 標(biāo)準(zhǔn)要求采用逐次逼近法求解。式中： ij Y 為第i 個(gè)老化溫度下，第j 個(gè)測(cè)試點(diǎn)壓縮永久變形保留率預(yù)測(cè)值； ij Y 為第i 個(gè)老化溫度下，第j 個(gè)測(cè)試點(diǎn)壓縮永久變形保留率試驗(yàn)值。(3)華 域 汽 車 電 動(dòng) 系 統(tǒng) 有 限 公 司HUAYU AUTOMOTIVE ELECTRIC DRIVE SYSTEMS CO., LTD.2、加速老化試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理式(1)兩邊取對(duì)數(shù)并進(jìn)行變換，令y = ln (1 )，a = ln B，b = K ，x = t ，則可建立線性回歸模型，如式(4)所示(4)y = a + b x。對(duì)式(4)用最小二乘法擬合，可得回歸系數(shù)a 、b 的值，(5)華 域 汽 車 電 動(dòng) 系 統(tǒng) 有 限 公 司HUAYU AUTOMOTIVE ELECTRIC DRIVE SYSTEMS CO., LTD.3、不同溫度下線性回歸方程使用壽命計(jì)算結(jié)果如下：（當(dāng)壓縮永久變形=40%時(shí)，每小時(shí)80公里）70177天（34萬公里）80126天（25.2萬公里）9072天（13萬公里）10062天（12萬公里）華 域 汽 車 電 動(dòng) 系 統(tǒng) 有 限 公 司HUAYU AUTOMOTIVE