一种基于等效性理论的材料外场低温试验响应等效方法与流程

技术特征：
1.一种基于等效性理论的材料外场低温试验响应等效方法，其特征在于，包括：步骤一、进行材料内场低温试验，获取材料内场低温试验数据；步骤二、根据所述材料内场低温试验数据拟合出试件长度变化量随温度变化曲线；步骤三、获取材料内场到外场的等效变换关系：其中，l0为试件的初始长度，l1为外场试验中试件的长度变化量，l2为内场试验中试件的长度变化量，f(t1)为温度为t1时材料内场刚度温度系数；步骤四、获取材料外场低温试验的温度数据，根据材料内场到外场的等效变换关系计算出各个温度点对应的试件的长度变化量，拟合出材料外场低温试验等效曲线。2.根据权利要求1所述的基于等效性理论的材料外场低温试验响应等效方法，其特征在于，步骤一中，所述进行材料内场低温试验，获取材料内场低温试验数据包括：进行材料内场低温拉伸回弹试验，获取材料内场的拉伸回弹试验数据；和/或进行材料内场低温等重拉伸试验，获取材料内场的等重拉伸试验数据。3.根据权利要求2所述的基于等效性理论的材料外场低温试验响应等效方法，其特征在于，所述进行材料内场低温拉伸回弹试验，获取材料内场的拉伸回弹试验数据包括：设置材料内场低温环境温度条件；将试件伸长至预定长度后，放置在材料内场低温环境下暴露预定时间，直至试件与环境温度相同；松开试件，令其自行回弹，测量试件在不同低温环境下的自然回缩量。4.根据权利要求2所述的基于等效性理论的材料外场低温试验响应等效方法，其特征在于，所述进行材料内场低温等重拉伸试验，获取材料内场的等重拉伸试验数据包括：设置材料内场低温环境温度条件；将试件放置在材料内场低温环境下暴露预定时间，直至试件与环境温度相同；对试件加载相同质量的砝码，测量试件在不同低温环境下的加载伸长量。5.根据权利要求3或4所述的基于等效性理论的材料外场低温试验响应等效方法，其特征在于，所述材料内场低温环境温度条件包括
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40℃至0℃中的多个温度点。6.根据权利要求2所述的基于等效性理论的材料外场低温试验响应等效方法，其特征在于，步骤二中，所述根据所述材料内场低温试验数据拟合出试件长度变化量随温度变化曲线包括：根据所述拉伸回弹试验数据拟合出试件回弹长度随温度变化曲线；和/或根据所述等重拉伸试验数据拟合出试件拉伸长度随温度变化曲线。7.根据权利要求6所述的基于等效性理论的材料外场低温试验响应等效方法，其特征在于，步骤四中，所述获取材料外场低温试验的温度数据，根据材料内场到外场的等效变换关系计算出各个温度点对应的试件的长度变化量，拟合出材料外场低温试验等效曲线包括：所述获取材料外场的拉伸回弹试验的温度数据，根据材料内场到外场的等效变换关系计算出各个温度点对应的试件的长度变化量，拟合出材料外场拉伸回弹试验等效曲线；和/
或所述获取材料外场的等重拉伸试验的温度数据，根据材料内场到外场的等效变换关系计算出各个温度点对应的试件的长度变化量，拟合出材料外场等重拉伸试验等效曲线。8.根据权利要求1所述的基于等效性理论的材料外场低温试验响应等效方法，其特征在于，还包括步骤五、进行材料外场低温试验，获取材料外场低温试验数据；根据所述材料外场低温试验数据拟合出材料外场低温试验曲线；根据所述材料外场低温试验曲线对所述材料外场低温试验等效曲线进行拟合优度评价。9.根据权利要求8所述的基于等效性理论的材料外场低温试验响应等效方法，其特征在于，在进行材料外场低温试验中，每次测量三次温度，当温度浮动不超过1℃时，取平均值作为试验温度。10.根据权利要求8所述的基于等效性理论的材料外场低温试验响应等效方法，其特征在于，所述根据所述材料外场低温试验曲线对所述材料外场低温试验等效曲线进行拟合优度评价包括：r2＝1
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ss
err
/ss
tottot
其中，ss
err
为残差，ss
tot
为偏差，p
i
为对应温度点的长度变化量的测试值，为p
i
的平均值，为对应温度点的长度变化量的等效变换值，n为参与拟合的测试数据点数量。

技术总结
本申请属于低温环境试验技术领域，特别涉及一种基于等效性理论的材料外场低温试验响应等效方法。包括：步骤一、进行材料内场低温试验，获取材料内场低温试验数据；步骤二、根据材料内场低温试验数据拟合出试件长度变化量随温度变化曲线；步骤三、获取材料内场到外场的等效变换关系；步骤四、获取材料外场低温试验的温度数据，根据材料内场到外场的等效变换关系计算出各个温度点对应的试件的长度变化量，拟合出材料外场低温试验等效曲线。本申请能够较好的通过内场试验数据变换得到外场低温稳态响应，且形式简单计算方便；解决了外场试验低温试验窗口期短、试验温度不可控的情况，可用于关键材料、结构的性能试验，降低试验成本，减少试验时间。减少试验时间。减少试验时间。


技术研发人员：吴敬涛 王彬文 王嘉玺 任战鹏 唐扬刚
受保护的技术使用者：中国飞机强度研究所
技术研发日：2021.08.08
技术公布日：2021/11/30