catl可靠性課題申報(bào)項(xiàng)目立項(xiàng)報(bào)告

CATLConfidentialPreparedby:王卓Checkedby:范文慧November4,20231可靠性課題申報(bào)（材料類）

Outline

背景介紹項(xiàng)目目標(biāo)Milestone技術(shù)方案技術(shù)可行性分析項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)目預(yù)算

項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)2項(xiàng)目背景31需求分析近年來，作為新能源汽車的技術(shù)之一的動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)，發(fā)展十分迅猛，同時(shí)，用戶對(duì)動(dòng)力電池的可靠性也提出了更高的要求。動(dòng)力電池產(chǎn)品在制造過程中應(yīng)用了大量高分子材料，這些高分子材料在加工、貯存和使用過程中不可避免會(huì)受各種環(huán)境因素的影響，引起老化現(xiàn)象，從而見接影響到動(dòng)力電池的性能，降低整體產(chǎn)品的壽命及可靠性。因此研究高分子材料的老化和預(yù)測(cè)高分子材料的壽命就變得尤為重要。影響高分子材料老化發(fā)生發(fā)展的因素十分復(fù)雜。應(yīng)用在動(dòng)力電池方面的高分子材料，主要受到溫度、濕度、氧、電應(yīng)力、外應(yīng)力等因素的影響，其中，濕熱環(huán)境是致使材料老化，從而誘發(fā)失效的重要因素，且絕大多數(shù)情況下是由濕度和溫度兩個(gè)因素一起出現(xiàn)，共同作用于材料。

項(xiàng)目背景4針對(duì)寧德新能源公司目前對(duì)此類高分子材料產(chǎn)品可靠性研究的迫切需求，以及考慮到自然老化試驗(yàn)周期長(zhǎng)，難以滿足當(dāng)前高分子學(xué)科研究發(fā)展的需求，提出對(duì)其進(jìn)行加速試驗(yàn)，從而縮短研制周期，減少試驗(yàn)費(fèi)用，及早暴露設(shè)計(jì)缺陷，評(píng)估其可靠性，為研究提供技術(shù)支持。在高分子材料的加速試驗(yàn)和可靠性研究的過程中，主要存在以下三方面的問題迫切需要解決：1)如何結(jié)合實(shí)際工況評(píng)估材料的使用壽命并指導(dǎo)材料的最優(yōu)選型是亟待解決的問題。2)如何研究多因子的耦合關(guān)系，建立多因子耦合加速模型，提高預(yù)測(cè)結(jié)果精度，使結(jié)果更加接近實(shí)際情況，也是研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)。3)如何更好地選取試驗(yàn)樣件，以及如何將標(biāo)準(zhǔn)試樣老化試驗(yàn)的結(jié)果與實(shí)際產(chǎn)品老化相對(duì)應(yīng)是目前存在的難點(diǎn)。項(xiàng)目背景52國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀加速老化試驗(yàn)的最終目的是預(yù)測(cè)材料壽命。目前研究的熱點(diǎn)主要集中在對(duì)高分子材料的熱、光老化、熱氧老化、光氧老化、化學(xué)介質(zhì)中的老化機(jī)理及穩(wěn)定化進(jìn)行深入研究上。然而基于反應(yīng)機(jī)理理論和分子結(jié)構(gòu)參數(shù)的加速老化試驗(yàn)預(yù)測(cè)法還不可能廣泛應(yīng)用，而以老化動(dòng)力學(xué)為基礎(chǔ)的預(yù)測(cè)方法則發(fā)展得非常迅速，如線性關(guān)系法、動(dòng)力學(xué)曲線直線化法、變量折合法以及三元數(shù)學(xué)模型法等。項(xiàng)目背景6在針對(duì)材料的加速老化試驗(yàn)中，常用的加速模型有兩種：Arrhenius模型(阿倫尼斯模型)和Eyring模型，但這兩種模型僅適用于單一應(yīng)力。目前研究較多的多因子物理加速模型主要以二應(yīng)力或三應(yīng)力為主，其中，將溫度、濕度納入考量范圍所推導(dǎo)出的加速模型在所有的老化測(cè)試加速模型中占有較大的比重，主要包括：Hallberg-Peck模型，Arrhenius與Eyring結(jié)合模型等。對(duì)于復(fù)雜應(yīng)力加速試驗(yàn)，主要以通過壽命特征與應(yīng)力類型的多項(xiàng)式回歸來建立的數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)加速模型為主，主要有廣義對(duì)數(shù)線性模型、多項(xiàng)式加速模型、比例危險(xiǎn)函數(shù)模型等。而統(tǒng)計(jì)加速模型中的非參數(shù)模型，如人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、支持向量機(jī)等也成為研究的熱點(diǎn)。項(xiàng)目背景73課題組基礎(chǔ)本課題組針對(duì)高分子材料加速老化試驗(yàn)，進(jìn)行過相關(guān)研究并已經(jīng)取得一定研究成果，項(xiàng)目?jī)?nèi)容主要是對(duì)丁腈橡膠O型密封圈進(jìn)行了性能分析和失效機(jī)理研究，得出主要敏感應(yīng)力，設(shè)計(jì)并實(shí)施了預(yù)試驗(yàn)和步進(jìn)應(yīng)力加速退化試驗(yàn)，選取了適合描述橡膠密封圈退化行為的加速退化模型，對(duì)退化試驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，建立了基于齊次漂移布朗運(yùn)動(dòng)的性能退化模型和可靠度函數(shù)，最后給出可靠壽命。課題組已有研究的方法、成果可以為本項(xiàng)目研究提供思路及經(jīng)驗(yàn)，便于針對(duì)使用環(huán)境和適用對(duì)象進(jìn)行合理地變化。項(xiàng)目背景84目前存在的問題通過國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析，針對(duì)應(yīng)用于動(dòng)力電池的高分子材料加速老化試驗(yàn)的研究工作，主要存在以下幾點(diǎn)問題需要進(jìn)一步研究解決：對(duì)于特定高分子材料的加速老化試驗(yàn)的設(shè)計(jì)，更多的還是依賴經(jīng)驗(yàn)，缺乏有關(guān)的規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)，其結(jié)果的可比性與可參照性不強(qiáng)，需要提出更適應(yīng)于使用環(huán)境的試驗(yàn)方法。通過加速老化試驗(yàn)評(píng)估材料的使用壽命從而指導(dǎo)材料的最優(yōu)選型，為動(dòng)力電池的安全及可靠性提供外部保證，將是研究的重點(diǎn)。項(xiàng)目背景9目前針對(duì)高分子材料加速試驗(yàn)的多因子耦合加速模型基本都是限定在常見的幾個(gè)應(yīng)力范圍內(nèi)，但對(duì)于不同高分子材料的不同使用情況，影響因子十分復(fù)雜，現(xiàn)有模型不一定適用，因此，還需要結(jié)合具體使用情況進(jìn)行分析，將分別代表宏觀性能的試驗(yàn)數(shù)據(jù)與代表微觀結(jié)構(gòu)的老化機(jī)理這兩個(gè)層面的工作結(jié)合起來研究，構(gòu)建出普適性好，精確度高的多因子耦合加速模型。同時(shí)，避免盲目地進(jìn)行多因子加速老化試驗(yàn)，要根據(jù)材料的不同使用環(huán)境，對(duì)應(yīng)力敏感度進(jìn)行準(zhǔn)確分級(jí)及評(píng)估，對(duì)應(yīng)力的選取進(jìn)行優(yōu)化，優(yōu)化試驗(yàn)操作，提高模型精度。項(xiàng)目背景10當(dāng)無法直接對(duì)實(shí)際產(chǎn)品的實(shí)際應(yīng)用狀態(tài)進(jìn)行試驗(yàn)，而只能使用標(biāo)準(zhǔn)試樣進(jìn)行老化試驗(yàn)，測(cè)定其機(jī)械或其他性能的衰退情況時(shí)，需要將標(biāo)準(zhǔn)試樣老化試驗(yàn)的結(jié)果與實(shí)際產(chǎn)品老化相對(duì)應(yīng)。目前針對(duì)這方面的研究較少，尤其是建立量化模型方面更是研究難點(diǎn)。試樣和實(shí)際產(chǎn)品的形狀、尺寸不同，相同應(yīng)力條件下，材料老化表征出的彎曲、拉伸、斷裂指標(biāo)等都會(huì)不同，如何更加合理地選擇試驗(yàn)樣件，并且綜合、全面地建立材料的尺寸、形狀等特征與老化指標(biāo)模型，從而精確地將標(biāo)準(zhǔn)試樣老化試驗(yàn)的結(jié)果與實(shí)際產(chǎn)品老化相對(duì)應(yīng)，為最終預(yù)測(cè)材料實(shí)際使用壽命做準(zhǔn)備，是未來研究的方向和重點(diǎn)。項(xiàng)目背景11以上三項(xiàng)問題及其解決方法的研究工作相輔相成，密不可分，是一個(gè)有機(jī)整體，也是實(shí)現(xiàn)高分子材料壽命預(yù)計(jì)及確保動(dòng)力電池整體可靠性的必要環(huán)節(jié)。通過加速試驗(yàn)得到材料的壽命特征，并結(jié)合實(shí)際工況評(píng)估材料的使用壽命，對(duì)合理地選擇與使用高分子材料，保證動(dòng)力電池系統(tǒng)正常工作，提高產(chǎn)品可靠性和產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力，具有重要意義。

項(xiàng)目目標(biāo)121技術(shù)目標(biāo)被試材料樣品加速老化試驗(yàn)方法研究構(gòu)建多因子耦合加速模型建立標(biāo)準(zhǔn)試樣與實(shí)際產(chǎn)品老化對(duì)應(yīng)關(guān)系

項(xiàng)目目標(biāo)13被試材料樣品加速老化試驗(yàn)方法研究結(jié)合產(chǎn)品的實(shí)際使用環(huán)境，對(duì)被試材料樣品老化試驗(yàn)進(jìn)行方法研究，從該材料的運(yùn)輸、貯存、使用環(huán)境以及其老化機(jī)理等方面考慮，確定試驗(yàn)方法?；诩铀賾?yīng)力試驗(yàn)的方式，通過敏感應(yīng)力的選取與試驗(yàn)方法的優(yōu)化，以實(shí)現(xiàn)被試材料老化數(shù)據(jù)的有效地收集，用于應(yīng)力建模與實(shí)際樣品壽命評(píng)估。根據(jù)不同高分子材料的加速試驗(yàn)及壽命預(yù)測(cè)結(jié)果，結(jié)合實(shí)際需求進(jìn)行材料選型。

項(xiàng)目目標(biāo)14構(gòu)建多因子耦合加速模型

針對(duì)產(chǎn)品的實(shí)際使用環(huán)境，通過分析實(shí)際使用環(huán)境下的老化數(shù)據(jù)及各種環(huán)境下的老化機(jī)理，找出材料的老化敏感應(yīng)力，優(yōu)化試驗(yàn)應(yīng)力選擇，研究主要敏感應(yīng)力的構(gòu)建多因子耦合加速模型方法，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜多變應(yīng)力-退化指標(biāo)關(guān)系模型，完成復(fù)合應(yīng)力與退化指標(biāo)影響之間的定量評(píng)估；并利用樣品壽命數(shù)據(jù)對(duì)模型進(jìn)行參數(shù)估計(jì)與驗(yàn)證。

項(xiàng)目目標(biāo)15建立標(biāo)準(zhǔn)試樣與實(shí)際產(chǎn)品老化對(duì)應(yīng)關(guān)系

結(jié)合產(chǎn)品的實(shí)際使用環(huán)境，對(duì)被試材料樣品老化試驗(yàn)進(jìn)行方法研究，從該材料的運(yùn)輸、貯存、使用環(huán)境以及其老化機(jī)理等方面考慮，確定試驗(yàn)方法。基于加速應(yīng)力試驗(yàn)的方式，通過敏感應(yīng)力的選取與試驗(yàn)方法的優(yōu)化，以實(shí)現(xiàn)被試材料老化數(shù)據(jù)的有效地收集，用于應(yīng)力建模與實(shí)際樣品壽命評(píng)估。根據(jù)不同高分子材料的加速試驗(yàn)及壽命預(yù)測(cè)結(jié)果，結(jié)合實(shí)際需求進(jìn)行材料選型。

項(xiàng)目目標(biāo)162進(jìn)度目標(biāo)2017/12前，完成被試材料敏感應(yīng)力、老化機(jī)理與故障模式分析；2017/12前，完成被試樣品加速老化試驗(yàn)方法研究與優(yōu)化及材料選型；2018/06前，構(gòu)建多因子耦合加速模型及復(fù)雜應(yīng)力-壽命指標(biāo)模型；2018/10前，建立標(biāo)準(zhǔn)樣品與實(shí)際樣品老化對(duì)應(yīng)關(guān)系；2019/02前，完成實(shí)際樣品壽命評(píng)估，可靠性評(píng)估。Milestone項(xiàng)目成功信心指數(shù):2023/11/4CATLConfidential17Timeline啟動(dòng)2017.72017.122018.10目前狀態(tài)2017.82019.2產(chǎn)品故障及敏感應(yīng)力分析加速試驗(yàn)方法研究退化過程匹配實(shí)際樣品壽命評(píng)估SN活動(dòng)描述時(shí)間節(jié)點(diǎn)交付物備注1產(chǎn)品故障及敏感應(yīng)力分析及加速退化試驗(yàn)方法研究

2017/12實(shí)際樣品退化試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法2應(yīng)力分析與建模2018/06復(fù)雜應(yīng)力-壽命指標(biāo)建模分析報(bào)告3標(biāo)準(zhǔn)樣品與實(shí)際樣品退化過程匹配2018/10標(biāo)準(zhǔn)樣品與實(shí)際樣品壽命匹配報(bào)告4實(shí)際樣品壽命評(píng)估2019/02實(shí)際樣品壽命評(píng)估報(bào)告2018.6應(yīng)力分析與建模技術(shù)方案18被試材料樣品加速老化試驗(yàn)方法研究；被試材料樣品加速

老化試驗(yàn)方法研究；建立標(biāo)準(zhǔn)試樣與實(shí)

際產(chǎn)品老化對(duì)應(yīng)關(guān)系

（如右圖）。技術(shù)方案被試材料樣品加速老化試驗(yàn)方法研究在與CATL充分溝通的基礎(chǔ)上，選取目前應(yīng)用較為廣泛、老化問題較為嚴(yán)重的典型材料，分析整理企業(yè)目前已有的材料性能、使用條件、常見問題、常規(guī)老化試驗(yàn)方面的信息，調(diào)研搜集國(guó)內(nèi)外相同或相似材料的老化機(jī)理、老化試驗(yàn)方法、壽命預(yù)計(jì)及壽命設(shè)計(jì)、合理使用以延長(zhǎng)壽命等等的相關(guān)最新研究成果，依據(jù)實(shí)際產(chǎn)品在使用壽命周期中的老化情況及記錄，針對(duì)實(shí)際使用工況對(duì)被試研究材料進(jìn)行材料老化效應(yīng)分析，明確實(shí)際工況老化過程中的敏感應(yīng)力、作用方式及不同環(huán)境應(yīng)力的影響機(jī)理，根據(jù)項(xiàng)目組的研究基礎(chǔ)及已有研究經(jīng)驗(yàn)，對(duì)包括力學(xué)化學(xué)過程、熱化學(xué)過程、輻射老化及物質(zhì)因素作用等外界作用的作用機(jī)理與材料失效模式給出分析結(jié)果（見下表），后續(xù)將在此基礎(chǔ)上展開深入研究，為試驗(yàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)提供科學(xué)的理論依據(jù)。

19技術(shù)方案被試材料樣品加速老化試驗(yàn)方法研究外部因素機(jī)理分析失效模式環(huán)境因素力學(xué)化學(xué)過程機(jī)械應(yīng)力影響聚合物的降解和結(jié)構(gòu)化兩個(gè)過程的速度比，并使聚合物中生成的化學(xué)鍵在機(jī)械應(yīng)力作用下重排應(yīng)力松弛和產(chǎn)生形變(拉伸永久變形、壓縮永久變形)熱化學(xué)過程熱分解，熱和氧化綜合能加速橡膠的老化老化變質(zhì)光老化吸收光子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)開始時(shí)發(fā)粘，后來變色、變脆或增厚，并生成無規(guī)則裂紋輻射老化吸收電離輻射能量放出輻射反應(yīng)的氣體產(chǎn)物，產(chǎn)生不飽和度和特性的改變及順反式異構(gòu)化和環(huán)化物質(zhì)因素氧發(fā)生兩種氧化反應(yīng)：裂解反應(yīng)和交聯(lián)反應(yīng)裂解反應(yīng)占優(yōu)勢(shì)時(shí)，變軟發(fā)粘，失去使用性質(zhì)；交聯(lián)反應(yīng)占優(yōu)勢(shì)時(shí)，變硬發(fā)脆，發(fā)生龜裂，失去使用性質(zhì)臭氧離解能作用老化變質(zhì)水分與親水組分結(jié)合，進(jìn)而引起電化學(xué)腐蝕膨脹、起泡變價(jià)金屬由過氧化物或氫過氧化物、還原劑及變價(jià)金屬鹽組成的各種氧化-還原體系是游離基源，在無氧時(shí)能引起交聯(lián)，在有氧時(shí)能引起裂解老化變質(zhì)20技術(shù)方案

在詳細(xì)的有機(jī)密封材料老化機(jī)理分析結(jié)果基礎(chǔ)上，分析選取反映其工作性能退化的性能參數(shù)，確定退化量及失效標(biāo)準(zhǔn)；在此基礎(chǔ)上，從環(huán)境模擬與老化效應(yīng)的角度，重點(diǎn)關(guān)注其敏感應(yīng)力與可加速應(yīng)力，參考常規(guī)加速應(yīng)力施加方式（見下圖）選取合適的加速試驗(yàn)實(shí)施方式進(jìn)行人工加速老化試驗(yàn)設(shè)計(jì)，研究符合實(shí)際工作環(huán)境條件的試驗(yàn)方式、應(yīng)力條件、實(shí)施方法和判據(jù)準(zhǔn)則等。

21被試材料樣品加速老化試驗(yàn)方法研究技術(shù)方案被試材料樣品加速老化試驗(yàn)方法研究在確定加速應(yīng)力試驗(yàn)類型的基礎(chǔ)上，老化試驗(yàn)優(yōu)化基于DOE方法原則，對(duì)多因子種類、強(qiáng)度進(jìn)行正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)（見下表），以在完善應(yīng)力類型與強(qiáng)度的前提下縮短試驗(yàn)時(shí)間，提高試驗(yàn)效率，進(jìn)而完成實(shí)際樣品老化試驗(yàn)方法的優(yōu)化，用于收集充分的被試材料樣品老化壽命數(shù)據(jù)（示例為項(xiàng)目組在某國(guó)家項(xiàng)目中完成的丁腈橡膠密封圈加速老化試驗(yàn)的優(yōu)化設(shè)計(jì)示意圖，見下圖）。22技術(shù)方案被試材料樣品加速老化試驗(yàn)方法研究

因素試驗(yàn)號(hào)恒溫溫度/℃恒溫時(shí)間/h機(jī)械應(yīng)力/N濕度/%試驗(yàn)結(jié)果ABCD12341水平1水平1水平3水平2

2水平2水平1水平1水平1

3水平3水平1水平2水平3

4水平1水平2水平2水平1

5水平2水平2水平3水平3

6水平2水平2水平1水平2

7水平1水平3水平1水平3

8水平2水平3水平2水平2

9水平3水平3水平3水平1

23技術(shù)方案被試材料樣品加速老化試驗(yàn)方法研究加速模型分三類：經(jīng)驗(yàn)加速模型、物理加速模型、統(tǒng)計(jì)加速模型。但是由于高分子材料結(jié)構(gòu)種類繁多，變化因素較多，且研究的影響因素側(cè)重點(diǎn)也不同，所以目前經(jīng)驗(yàn)加速模型研究較少，且不太適用。目前針對(duì)高分子材料溫濕度綜合作用的加速壽命模型的確定方法研究較多的主要有物理加速模型和統(tǒng)計(jì)加速模型。了解并量化產(chǎn)品在工作狀態(tài)下的實(shí)況環(huán)境條件，從對(duì)高分子材料老化造成顯著影響的主要敏感應(yīng)力組合出發(fā)，進(jìn)行多因子耦合關(guān)系分析。24技術(shù)方案

25技術(shù)方案被試材料樣品加速老化試驗(yàn)方法研究溫度、濕度耦合加速模型：Hallberg-Peck模型Arrhenius與Eyring結(jié)合模型Arrhenius模型是與溫度相關(guān)的壽命模型。Eyring模型可用于當(dāng)一些非熱因素(如濕度等)為老化應(yīng)力時(shí)情形。因此可考慮將Arrhenius模型與Eyring模型相結(jié)合，得到下濕熱老化壽命模型

其中，L代表加速濕熱老化壽命；A、B、分別為待定模型參數(shù)；H為相對(duì)濕度（小數(shù)或百分比%）；T為絕對(duì)溫度(K)26技術(shù)方案被試材料樣品加速老化試驗(yàn)方法研究溫度、濕度耦合加速模型：加速失效時(shí)間模型：根據(jù)試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，確定室內(nèi)使用與實(shí)驗(yàn)室儀器加速試驗(yàn)在性能達(dá)到某一規(guī)定值時(shí)所需時(shí)間之比，即時(shí)間變換系數(shù)Rt，作為試驗(yàn)的濕熱系數(shù)，從而外推出正常使用壽命。其他加速老化模型式中C為比例常數(shù)，K’為與溫度和高聚物分子濃度有關(guān)的一個(gè)比例常數(shù)；t為老化時(shí)間，h；[H2O]為水蒸氣的摩爾濃度，mol/L；A為回歸系數(shù)，h-1；T為熱力學(xué)溫度，K；R為理想氣體常數(shù)，

；E為表觀活化能，?？梢酝ㄟ^每一個(gè)老化溫度T及濕度環(huán)境下一組老化時(shí)間τ與性能的數(shù)據(jù)從而推斷出材料的老化性能。27技術(shù)方案被試材料樣品加速老化試驗(yàn)方法研究溫度、濕度、電應(yīng)力耦合加速模型：

由于本項(xiàng)目中的高分子材料應(yīng)用于電池，還應(yīng)考慮電作為老化的影響因素。增加電場(chǎng)度老化因素后的溫度、濕度和電場(chǎng)強(qiáng)度三因素協(xié)同作用的加速老化模型主要以模型驅(qū)動(dòng)為主，可表示為：

式中，t表示試樣的老化時(shí)間(h)；q(E)表示電場(chǎng)強(qiáng)度與試樣空間電荷總量的關(guān)系函數(shù)；F(x1)溫度和老化時(shí)間之間的關(guān)系函數(shù)，T(w)表示濕度與低頻段介損積分值間的關(guān)系函數(shù)，f(T,w)為濕度和溫度共同作用時(shí)的模型修正函數(shù)；f(T,w,E)表示電場(chǎng)強(qiáng)度、溫度和濕度共同作用下模型的修正函數(shù)。通過多元非線性回歸，即可得到基于溫度、濕度和電場(chǎng)強(qiáng)度三個(gè)老化因素互相作用的修正函數(shù)。28技術(shù)方案被試材料樣品加速老化試驗(yàn)方法研究多因子耦合加速模型：在同時(shí)考慮較多因子的情況下，材料的壽命分布不易獲取，物理加速模型在未知參數(shù)較多的情況下精度較低，因此，現(xiàn)在主要以統(tǒng)計(jì)加速模型中的非參數(shù)模型為主。從數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的角度，對(duì)敏感應(yīng)力中復(fù)合應(yīng)力的老化試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，對(duì)數(shù)據(jù)擬合結(jié)果及其相關(guān)性進(jìn)行分析?；谏鲜鲅芯糠椒?，獲得多因子耦合條件下的應(yīng)力-壽命模型，實(shí)現(xiàn)多環(huán)境應(yīng)力下的退化信息融合，進(jìn)而達(dá)到構(gòu)建多因子耦合加速模型的目的。主要利用現(xiàn)代數(shù)學(xué)預(yù)測(cè)方法和工具，如BP-神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等機(jī)器學(xué)習(xí)方法。29技術(shù)方案被試材料樣品加速老化試驗(yàn)方法研究多因子耦合加速模型：基于BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的多因子加速壽命試驗(yàn)預(yù)測(cè)方法是一種非參數(shù)方法。它的研究對(duì)象是產(chǎn)品壽命和應(yīng)力水平之間的映射數(shù)學(xué)關(guān)系。BP網(wǎng)絡(luò)通過自學(xué)習(xí)，可從試驗(yàn)數(shù)據(jù)中自動(dòng)總結(jié)規(guī)律，把具有復(fù)雜因果關(guān)系的物理量在經(jīng)過適當(dāng)數(shù)量的訓(xùn)練之后比較準(zhǔn)確地反映出來，并可用總結(jié)出的規(guī)律來預(yù)測(cè)未知的信息。它的誤差來源主要是實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，包括測(cè)量誤差及未知或未考慮因素的影響。采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來完成對(duì)高分子材料的老化壽命預(yù)測(cè)具有較高的精度。原理圖如下：30技術(shù)方案被試材料樣品加速老化試驗(yàn)方法研究多因子耦合加速模型：其他機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)等方法也可以用于加速試驗(yàn)壽命的預(yù)測(cè)，其原理相似，但需要根據(jù)不同方法的特點(diǎn)，適用條件進(jìn)行合理的選擇和應(yīng)用。

31技術(shù)方案建立標(biāo)準(zhǔn)試樣與實(shí)際產(chǎn)品老化對(duì)應(yīng)關(guān)系外界施加應(yīng)力試驗(yàn)可以通過對(duì)試樣進(jìn)行拉伸性能、壓縮性能、彎曲性能和剪切強(qiáng)度試驗(yàn)，這些都可以在電子萬能材料試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行，使用超聲掃描無損檢測(cè)方法分別檢測(cè)高分子材料加速老化前后的指標(biāo)狀態(tài)，檢查是否發(fā)生裂縫等損傷程度。但是鑒于試樣和實(shí)際產(chǎn)品的形狀、尺寸不同，相同的應(yīng)力條件會(huì)造成材料出現(xiàn)裂縫、彎曲、拉伸、斷裂程度等老化指標(biāo)都有所不同，所以需要將標(biāo)準(zhǔn)試樣老化試驗(yàn)的結(jié)果與實(shí)際產(chǎn)品老化相對(duì)應(yīng)，才能正確評(píng)估出高分子材料在實(shí)際使用情況中的壽命及可靠度。32技術(shù)方案建立標(biāo)準(zhǔn)試樣與實(shí)際產(chǎn)品老化對(duì)應(yīng)關(guān)系分別得到試樣和實(shí)際樣品的尺寸，得到所研究高分子材料尺寸與老化指標(biāo)（裂縫、彎曲等）對(duì)應(yīng)數(shù)學(xué)關(guān)系，訓(xùn)練建立模型，將實(shí)際樣品尺寸數(shù)據(jù)輸入模型中，從而得到實(shí)際樣品對(duì)應(yīng)老化指標(biāo)數(shù)值，再根據(jù)完成基于實(shí)際樣品試驗(yàn)數(shù)據(jù)的參數(shù)估計(jì)與模型修正，最終得出不同應(yīng)力環(huán)境條件下的可靠度及壽命評(píng)估曲線，結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)試件的試驗(yàn)應(yīng)力條件與壽命情況，建立標(biāo)準(zhǔn)試件與實(shí)際試件在確定工況下的壽命匹配情況，基于材料的實(shí)際使用環(huán)境完成實(shí)際樣品壽命評(píng)估。33技術(shù)可行性分析相比較實(shí)際樣品的使用方式及環(huán)境，標(biāo)準(zhǔn)件與實(shí)際樣品的工況等條件有過多區(qū)別，再加上其自身形狀等條件的不同，圓柱狀或啞鈴狀的標(biāo)準(zhǔn)試件在老化試驗(yàn)或性能試驗(yàn)中所表征出的壽命特性有明顯差異性，且在多種條件相異的情況下直接實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)試樣老化試驗(yàn)結(jié)果與實(shí)際產(chǎn)品老化情況相匹配較為困難，因而難以