基于实测贮存环境谱的含能材料加速试验模型构建方法
专利汇可以提供基于实测贮存环境谱的含能材料加速试验模型构建方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供了一种含能材料 加速 寿命试验模型构建方法，步骤包括：根据含能材料全寿命周期获取全环境剖面的 温度 、 相对湿度 ；获取含能材料全寿命贮存周期中温湿度随时间总耦合量值；确定加速寿命试验的试验温度、试验湿度，根据含能材料加速寿命试验与其全寿命贮存周期中的温度湿度耦合量值相等的原则，确定加速寿命试验时间；将含能材料试样置于试验箱内，设定试验温度、试验湿度和试验时间，启动试验箱开始加速寿命试验。通过本发明方法构建的试验模型用于含能材料的加速寿命试验，不仅能够降低加速寿命试验的安全 风 险，而且能够提高试验效率，可将为期数月或数年的含能材料贮存周期缩短至数天，还能够提高试验结果的准确性。，下面是基于实测贮存环境谱的含能材料加速试验模型构建方法专利的具体信息内容。
1.一种基于实测贮存环境谱的含能材料加速试验模型构建方法，其特征在于步骤包
括：
步骤1，根据含能材料全寿命周期获取全环境剖面的温度、相对湿度；
步骤2，根据式[Ⅴ]获取含能材料全寿命贮存周期中温湿度随时间总耦合量值；
式中，Wn为温湿度随时间的卷积分，H为相对湿度，H1、H2、Ha-1、Ha、Hb-1、Hb、Hc-1、Hc……为不同时段的相对湿度，T为绝对温度，T1、T2、Ta-1、Ta、Tb-1、Tb、Tc-1、Tc……为不同时段的热力学绝对温度；i对应的读取时刻间隔次数0＜i≤n；ri为某时刻的绝对湿度, 为温湿度读取时
刻，n为贮存期内单环境因素的总数据样本量，e为自然常数，A、k为指前因子，取0.050≤A≤
0.058，取0.60≤K≤1； —为任意温湿度读测时刻与上次读取测的时间间隔长度，当等
间隔读取时， n—贮存期内单环境因素的总数据样本量；
步骤3，根据含能材料耐受温度、湿度的相关物性确定加速寿命试验的试验温度Ts、试
验湿度Hs，根据含能材料加速寿命试验与其全寿命贮存周期中的温度湿度耦合量值相等的
原则，确定加速寿命试验时间，见式[Ⅶ]
式中，参数A和K可销项，ts为加速寿命试验时间。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤1中，根据含能材料全寿命周期分
阶段获取含能材料全寿命周期环境剖面的温度、相对湿度，其中，每个贮存地作为一个阶
段。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述步骤1中，每小时获取一次含能材料全
寿命周期环境剖面的温度和相对湿度。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述含能材料为黑火药。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：黑火药加速寿命试验模型构建方法，步骤
包括：
步骤1，根据黑火药全寿命周期分阶段获取黑火药全寿命周期环境剖面的温度、相对湿
度，其中，
则各观测时刻的温度表示为：
各观测时刻的绝对湿度表示为：
各观测时刻表示为：
x＝(x1，x2，x3，x4，…xn-1，xn)
假设黑火药全寿命周期分为三阶段，则采集环境因素数据的观测时刻为：
第一阶段，x＝(x1，x2，x3，x4，...xa-1，xa)
第二阶段，x′＝(x′1，x′2，x′3，x′4，...x′b-1，x′b)
第三阶段，x″＝(x″1，x″2，x″3，x″4，...x″c-1，x″c)
各阶段中，a+b+c＝n。
步骤2，根据“温度-湿度-时间”三元参量的耦合模型以及关系式[Ⅰ]分三阶段获取黑火
药全寿命贮存周期中温湿度随时间总耦合量值；
r＝keAtH [Ⅰ]
式中，e为自然常数，r为绝对湿度，K和A为指前因子，取0.60≤K≤1、0.050≤A≤0.058；
其中，第一段的温湿度随时间总耦合量值Wa,见式[Ⅱ]
第二段的温湿度随时间总耦合量值Wb,见式[Ⅲ]
第三段的温湿度随时间总耦合量值Wc,见式[Ⅳ]
则，黑火药全寿命贮存周期中温湿度随时间总耦合量值Wn为式[Ⅴ]
上述式[Ⅰ]、[Ⅱ]、[Ⅲ]、[Ⅳ]、[Ⅴ]中，Wn为温湿度随时间的卷积分，H为相对湿度，H1、H2、Ha-1、Ha、Hb-1、Hb、Hc-1、Hc……为不同时段的相对湿度，T为绝对温度，T1、T2、Ta-1、Ta、Tb-1、Tb、Tc-1、Tc……为不同时段的热力学绝对温度；i为对应的读取时刻间隔次数0＜i≤n；ri为某时刻的绝对湿度, 为温湿度读取时刻，n为贮存期内单环境因素的总数据样本量，e为自然常
数，A、k为指前因子，取0.050≤A≤0.058，取0.60≤K≤1； —为任意温湿度读测时刻与
上次读取测的时间间隔长度，当等间隔读取时， n—贮存期内单环境因素的总数
据样本量；
当
Δx1＝Δx2＝Δx3＝…＝Δxa-1＝Δxa
Δx’1＝Δx’2＝Δx’3＝…＝Δx’b-1＝Δx’b
Δx″1＝Δx″2＝Δx″3＝…＝Δx″c-1＝Δx″c
时，经简化后有
可以进一步归并同类项，得式[Ⅵ]：
步骤3，根据黑火药耐受温度、湿度的相关物性确定加速寿命试验的试验温度Ts、试验
湿度Hs，根据黑火药加速寿命试验与其全寿命贮存周期中的温度湿度耦合量值相等的原
则，确定加速寿命试验时间，见式[Ⅶ]
Ws＝KeA(Ts-273.15)×(Ts-273.15)×Hsts＝Wn [Ⅶ]，即
式中，参数A和K可销项，ts为加速寿命试验时间。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：步骤3中试验温度Ts为80℃、试验湿度Hs为
85％。
基于实测贮存环境谱的含能材料加速试验模型构建方法
技术领域
背景技术
发明内容
作为优选，根据含能材料全寿命周期分阶段获取含能材料全寿命周期环境剖面的温
度、相对湿度，其中，
则各观测时刻的温度表示为：
各观测时刻的绝对湿度表示为：
各观测时刻表示为：
x＝(x1，x2，x3，x4，...xn-1，xn)
假设含能材料全寿命周期分为三阶段，则采集环境因素数据的观测时刻为：
第一阶段，x＝(x1，x2，x3，x4，...xa-1，xa)
第二阶段，x′＝(x′1，x′2，x′3，x′4，...x′b-1，x′b)
第三阶段，x″＝(x″1，x″2，x″3，x″4，...x″c-1，x″c)
各阶段中，a+b+c＝n。
步骤2，获取含能材料全寿命贮存周期中温湿度随时间总耦合量值；作为优选，根据“温度-湿度-时间”三元参量的耦合模型以及关系式[I]分三阶段获取含能材料全寿命贮存周期中温湿度随时间总耦合量值；
r＝keAtH [I]
其中，第一段的温湿度随时间总耦合量值Wa，见式[II]
第二段的温湿度随时间总耦合量值Wb，见式[III]
第三段的温湿度随时间总耦合量值Wc，见式[IV]
则，含能材料全寿命贮存周期中温湿度随时间总耦合量值Wn为(式[V])
上述式[II]、[III]、[IV]、[V]中，Wn为温湿度随时间的卷积分，H为相对湿度，H1、H2、Ha-1、Ha、Hb-1、Hb、Hc-1、Hc……为不同时段的相对湿度，T为绝对温度，T1、T2、Ta-1、Ta、Tb-1、Tb、Tc-1、Tc……为不同时段的热力学绝对温度；i对应的读取时刻间隔次数0＜i≤n；ri为某时刻的绝对湿度，χi为温湿度读取时间(刻)，n为贮存期内单环境因素的总数据样本量(连续监测次数)，e为自然常数，A、k为指前因子，取0.050≤A≤0.058，取0.60≤K≤1；Δχi-为任意温湿度读测时间(刻)与上次读取测的时间间隔长度，当等间隔读取时，Δxi＝Δx1；n-贮存期内单环境因素的总数据样本量(连续监测次数)；
当
Δx1＝Δx2＝Δx3＝…＝Δxa-1＝Δxa
Δx′1＝Δx′2＝Δx′3＝…＝Δx′b-1＝Δx′b
Δx″1＝Δx″2＝Δx″3＝…＝Δx″c-1＝Δx″c
时，经简化后有
可以进一步归并同类项，得式[Ⅵ]：
步骤3，根据含能材料耐受温度、湿度的相关物性确定加速寿命试验的应力水平Ts(试
验温度)、Hs(试验湿度)，根据含能材料加速寿命试验与其全寿命贮存周期中的温度湿度耦合量值相等的原则，确定加速寿命试验时间，见式[Ⅶ]
Ws＝KeA(Ts-273.15)×(Ts-273.15)×Hsts＝Wn…………………………[Ⅶ]，即
式中，参数A和K可销项，各项湿度、温度值均已知，则可获得在加速寿命试验应力水平Ts、Hs下的ts值(加速寿命试验时间)，根据ts值即可进行加速寿命试验；
将含能材料试样置于试验箱内，设定试验温度Ts、试验湿度Hs和试验时间ts，启动试验箱开始加速寿命试验。
具体实施方式
表1 A地合成车间存放阶段的温度和相对湿度
时间(小时) 温度(℃) 相对湿度(％)
1 21 77
2 21 77
3 21 77
4 21 77
5 21 78
6 21 78
7 21 78
8 21 78
9 21 78
10 21 78
11 21 78
12 21 78
13 21 79
14 21 79
15 21 79
16 21 79
17 21 78
… … …
1428 22 78
1429 22 78
1430 22 78
1431 22 78
1432 22 78
1433 22 78
1434 24 80
1435 24 81
1436 24 81
1437 24 81
1438 24 81
1439 24 81
1440 24 81
表2 B地区库房存放阶段的温度和相对湿度
时间(小时) 温度(℃) 相对湿度(％)
1 31 75
2 31 75
3 31 75
4 32 69
5 31 69
6 31 70
7 31 70
8 31 70
9 31 70
10 31 71
11 31 71
12 31 71
… … …
4309 31 71
4310 31 71
4311 31 71
4312 31 70
4313 32 70
4314 32 69
4315 32 69
4316 32 68
4317 32 68
4318 32 68
4319 32 68
4320 32 68
表3 C地区库房存放阶段的温度和相对湿度
步骤2，根据“温度-湿度-时间”三元参量的耦合模型以及关系式[Ⅰ]分三阶段获取含能材料全寿命贮存周期中温湿度随时间总耦合量值；
r＝keAtH [Ⅰ]
式中，e为自然常数，r为绝对湿度，K和A为指前因子，取0.60≤K≤1、0.050≤A≤0.058，其中，第一阶段，根据式[Ⅱ]和表1中数据计算A地合成车间存放2个月周期中温度湿度随时间耦合量值，得Wa＝2122.01；第二阶段，根据式[Ⅲ]和表2中数据计算B地区库房存放6个月周期中温度湿度随时间耦合量值，得Wb＝6840.01；第三阶段，根据式[Ⅳ]和表3中数据计算C地区库房存放4个月周期中温度湿度随时间耦合量值，得Wc＝3307.75；
则黑火药三段全贮存周期环境谱的总耦合量值Wn＝Wa+Wb+Wc＝12270.78。
步骤3，根据黑火药耐受温度、湿度的相关物性，确定黑火药加速寿命试验的应力水平Ts(试验温度)取80℃、Hs(试验湿度)取85％为宜，根据黑火药加速寿命试验与其全寿命贮存周期中的温度湿度耦合量值相等的原则，确定加速寿命试验时间，即
式中，参数A和K可销项，代入各项湿度、温度值以及Ts＝80℃、Hs＝85％，则可获得在加速寿命试验应力水平Ts、Hs下的ts值为192小时；
步骤4，将黑火药试样置于试验箱内，设定试验温度为80℃、试验湿度为85％和试验时间为192小时，启动试验箱开始加速寿命试验。
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