EPDM密封圈使用寿命及贮存寿命预测

1、1 1 1 1编写：黄健1EPDM密封圈使用寿命及贮存寿命预测华 域 汽 车 电 动 系 统 有 限 公 司HUAYU AUTOMOTIVE ELECTRIC DRIVE SYSTEMS CO., LTD.目 录21、EPDM简介2、试验原理及试验方法3、数学模型建立4、使用寿命及贮存寿命预测华 域 汽 车 电 动 系 统 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简介华 域 汽 车 电 动 系 统 有 限 公 司HUAYU AUTOMOTIVE ELECTRIC DRIVE SYSTEMS CO., LTD.华 域 汽 车 电 动 系 统 有 限 公 司HUAYU AUTOMOTIVE ELECTRIC DRIVE SYSTEMS

4、 CO., LTD.参考标准1、热空气老化试验按GB3512-2001硫化橡胶和热塑性橡胶热空气加速老化和耐热试验2、GB/T7759-1996硫化橡胶、热塑性橡胶常温、高温和低温下压缩永久变形测定进行。3、压缩永久变形测试参照GB/T5720O 形橡胶密封圈试验方法。华 域 汽 车 电 动 系 统 有 限 公 司HUAYU AUTOMOTIVE ELECTRIC DRIVE SYSTEMS CO., LTD. 在热老化试验中, 根据乙丙橡胶的老化极限温度, 探索试验选择70、 80 、90 、100进行试验。 每个老化温度下取10个有效试验点, 每个试验点的平行样为3个。 试验设备采用热老化

5、试验箱, 温度误差为士1。试验步骤华 域 汽 车 电 动 系 统 有 限 公 司HUAYU AUTOMOTIVE ELECTRIC DRIVE SYSTEMS CO., LTD.压缩永久变形式中： 为压缩永久变形率/%； t D 为试样恢复后的5 个样品的轴向截面直径测量值的平均值/mm； 0 D为试样的初始轴向截面直径/mm； x D 为夹具内限制器高度/mm。密封圈老化试样从老化箱中取出并立即卸掉负载，在室内停放30 min 后测量，压缩永久变形公式为华 域 汽 车 电 动 系 统 有 限 公 司HUAYU AUTOMOTIVE ELECTRIC DRIVE SYSTEMS CO., LT

6、D. 数据处理过程中普遍采用的数字模型及基础理论如下：橡胶在材料老化过程中，性能变化指标P 与老化时间 的关系一般用经验公式(1)来描述，P=1-= Bexp (-K) (1)式(1)中P为性能变化指标，对压缩永久变形为(1-)，为时间的压缩永久变形率；B为实验常数；为老化时间，为老化经验常数，01。数学模型选用速率常数K 与老化温度T 之间的关系服从Arrhenius（阿累尼乌斯） 公式：K=Ae-E/RTE 为表观活化能，J mol-1；R 为气体常数，J K-1mol-1；T 为老化温度，K；A 为频率因子，d-1。(2)华 域 汽 车 电 动 系 统 有 限 公 司HUAYU AUTO

7、MOTIVE ELECTRIC DRIVE SYSTEMS CO., LTD. 选择某一性能指标P作为研究手段（橡胶密封件选用压缩永久变形作为考核指标居多），得到P与不同老化时间的对应关系，在此基础上通过逐次逼近法确定经验常数，得到不同试验温度。 由式(2)可知速率常数K的对数与温度(1/T)成线性关系，将得到的速率常数K与不少于3个试验温度的倒数(1/T)进行线性拟合，可得到数率常数K与温度的关系式，由此得到室温下的速率常数，将此速率常数带入式(1)即得到预测寿命方程，推算出材料的贮存寿命。性能指标P华 域 汽 车 电 动 系 统 有 限 公 司HUAYU AUTOMOTIVE ELECTR

8、IC DRIVE SYSTEMS CO., LTD.试验数据处理及贮存寿命评估1、材料老化经验常数的确定 值可根据GB7041-86 标准要求采用逐次逼近法求解。式中： ij Y 为第i 个老化温度下，第j 个测试点压缩永久变形保留率预测值； ij Y 为第i 个老化温度下，第j 个测试点压缩永久变形保留率试验值。(3)华 域 汽 车 电 动 系 统 有 限 公 司HUAYU AUTOMOTIVE ELECTRIC DRIVE SYSTEMS CO., LTD.2、加速老化试验数据处理式(1)两边取对数并进行变换，令y = ln (1 )，a = ln B，b = K ，x = t ，则可建立线性回归模型，如式(4)所示(4)y = a + b x。对式(4)用最小二乘法拟合，可得回归系数a 、b 的值，(5)华 域 汽 车 电 动 系 统 有 限 公 司HUAYU AUTOMOTIVE ELECTRIC DRIVE SYSTEMS CO., LTD.3、不同温度下线性回归方程使用寿命计算结果如下：（当压缩永久变形=40%时，每小时80公里）70177天（34万公里）80126天（25.2万公里）9072天（13万公里）10062天（12万公里）华 域 汽 车 电 动 系 统 有 限 公 司HUAYU AUTOMOTIVE