消防水带常规使用的寿命评估方法与流程

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  2.消防水带作为一种主要的、常用的消防器材，是消防车辆、消防重点单位等场所必备的消防用品，其产品质量和使用性能必须要有可靠的保证。在消防水带的老化性能方面做热空气老化试验后，水带的爆破压力和衬里(或外覆层)的强度不应低于测定值，在亚热带季风气候下，空气的温度和湿度对消防栓内的消防水带的加速老化影响明显。

  3.在这样的一种情况下，消防水带的所用材料、使用环境的不同都会造成消防水带的常规使用的寿命存在一定的差异，消防水带的使用、维护、管理单位也就无法知道该何时进行水带的报废更换。因此，要建立多节点多方位消防水带的安全常规使用的寿命预测模型，并预测出其常规使用的寿命，以促进对消防水带的产品质量监督管理，提高消防水带使用的维护管理，这就亟需本领域技术人员解决相应的技术问题。

  4.本发明旨在至少解决现存技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种消防水带常规使用的寿命评估方法。

  5.为实现本发明的上述目的，本发明提供了一种消防水带常规使用的寿命评估方法，其特征是，包括：

  6.s1，获取海量消防水带纬线拉伸测试数据，通过修正公式进行应变修正，得出水带爆破强度与拉伸强度的关系函数，

  7.s2，计算临界消防水带爆破强度值下的纬线拉伸断裂强度损失函数，得到消防水带不同位置的损失函数通过老化变异收敛函数进行老化预测；

  8.s3，针对收敛之后的纬线拉伸老化预测数据，进行不同时间段的老化寿命评估，设置消防水带爆破强度的临界阈值，从而判断消防水带老化周期。

  ，并将消防水带内的压力视为作用于消防水带的直径平面上，平衡方程如式为：2(δ

  为直径截面上的环向应力；d为消防水带直径；δ为消防水带壁厚度；l为消防水带长度；p为消防水带内压。

  14.s1-2，构建消防水带爆破纬线拉伸测试数据集合，根据实施测试的纬线拉伸样本输入该数据集合中；该数据集合根据消防水带增加水压的若干周期进行纬线拉伸强度衰减

  值和应力偏移值的变化进行消防水带的缺陷提取，从而便于对消防水带进行拉伸强度的监测提取；

  15.s1-3，对于纬线拉伸强度应力衰减值需要的条件为通过对纬线拉伸强度应力实时获取值与消防水带纬线拉伸强度理论输出差值δδ

  的比值，计算得出衰减值，再乘以衰减阈值σ，n为应力获取的次数，τ为最大应力检测准确度，h为消防水带爆破强度的预设值。

  17.s1-4，对于纬线拉伸强度应力偏移值需要的条件为通过对纬线拉伸强度应力实时获取值与消防水带纬线拉伸强度理论输出差值δδ

  的比值，计算得出衰减值，再乘以偏差阈值λ，e为消防水带纬线，根据衰减值和偏移值的条件遍历消防水带爆破纬线拉伸测试数据集合中的所有样本，通过对消防水带测试样本的关系函数计算，从而得出所有样本随时间t发生应力变化的状态数据；将该状态数据添加到该个原始输入样本中，获得变异样本；

  20.其中，c为消防水带的横截面积，单位m2，d为消防水带实时应力阈值，b1(t)为无量纲的消防水带瞬时纬线(t)为无量纲的消防水带饱和状态纬线拉伸应变，b

  22.s2-1，针对消防水带接触地面的磨损区域用b表示，以及消防水带顶面的踩踏区域用a表示，处理的样本做纬线拉伸微观分析，确定微裂纹数量；从而确定消防水带临界爆破强度损失函数，

  其中，n为应力获取的次数，和分别为地面磨损区域的磨损强度和顶面踩踏区域的磨损强度，μ为摩擦系数，sb为地面磨损区域爆破应力强度阻抗，sa为顶面踩踏区域爆破应力强度阻抗，δs为应力差值。

  算结果是否覆盖消防水带的全部样本；s2-2，确定消防水带爆破微裂纹数量，对消防水带受到的围压、静态轴向外载力进行不同方位的数据提取，确定爆破前微裂纹数量；判断不同位置损失函数的计根据收敛函数的参数项，对消防水带的老化进行预测；该收敛函数为：

  (k(x,m)+η)，其中，m为爆破裂纹数量，fit(x,m)为消防水带爆破决策变量x确定m个裂纹的消防水带围压爆破匹配度，k(x,m)为消防水带爆破决策变量x

  确定m个裂纹的消防水带静态轴向外载力的接近度，η为小的正整数，保证括号内的数值大于零。

  对于满足消防水带收敛函数的老化预测数据，对该老化预测数据的误差进行剔除，通过计算最小的消防水带老化爆破适应值，对消防水带的寿命进行评估，

  通过对大量消防水带进行爆破和纬线拉伸测试计算公式做验证和修正，得出消防水带爆破强度与拉伸强度之间的关系，进而可以计算出临界爆破强度值下的纬线拉伸断裂强度阈值；在通过制取纬线拉伸老化试样，进行不同时间的老化，接着进行老化后的拉伸断裂强度测试。

  本发明实现了多位置、多周期提取纬线片状拉伸试验样品，获取海量试验数据，对纬线拉伸断裂强度测试采用万能试验机测试，比水带爆破强度测试设备获得的数据更精准；在纬线片状拉伸试样体积比爆破试验的试样体积更小，在老化箱中占用的空间小，同一批次试验中样本数量更大，老化箱中提取的数据更均匀，通过寿命评估模型进行计算之后，设置判断阈值对消防水带老化状态进行评价。

  本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

  本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

  下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

  如图1-3所示，本发明公开了一种消防水带常规使用的寿命评估方法，包括如下步骤：

  s1，获取海量消防水带纬线拉伸测试数据，通过修正公式进行应变修正，得出水带爆破强度与拉伸强度的关系函数，

  s2，计算临界消防水带爆破强度值下的纬线拉伸断裂强度损失函数，得到消防水带不同位置的损失函数通过老化变异收敛函数进行老化预测；

  s3，针对收敛之后的纬线拉伸老化预测数据，进行不同时间段的老化寿命评估，设置消防水带爆破强度的临界阈值，从而判断消防水带老化周期。

  ，并将消防水带内的压力视为作用于消防水带的直径平面上，平衡方程如式为：2(δ

  为直径截面上的环向应力；d为消防水带直径；δ为消防水带壁厚度；l为消防水带长度；p为消防水带内压。

  则片状试样的拉伸断裂力f与水带爆破时的内压升压p的关系为由此找到了水带爆破强度与水带纬线的拉伸断裂强度之间的理论关系。

  s1-2，构建消防水带爆破纬线拉伸测试数据集合，根据实施测试的纬线拉伸样本输入该数据集合中；该数据集合根据消防水带增加水压的若干周期进行纬线拉伸强度衰减值和应力偏移值的变化进行消防水带的缺陷提取，从而便于对消防水带进行拉伸强度的监测提取；

  s1-3，对于纬线拉伸强度应力衰减值需要的条件为通过对纬线拉伸强度应力实时获取值与消防水带纬线拉伸强度理论输出差值δδ

  的比值，计算得出衰减值，再乘以衰减阈值σ，n为应力获取的次数，τ为最大应力检测准确度，h为消防水带爆破强度的预设值；

  s1-4，对于纬线拉伸强度应力偏移值需要的条件为通过对纬线拉伸强度应力实时获取值与消防水带纬线拉伸强度理论输出差值δδ

  的比值，计算得出衰减值，再乘以偏差阈值λ，e为消防水带纬线拉伸强度的初始值；

  s1-5，根据衰减值和偏移值的条件遍历消防水带爆破纬线拉伸测试数据集合中的所有样本，通过对消防水带测试样本的关系函数计算，从而得出所有样本随时间t发生应力变化的状态数据；将该状态数据添加到该个原始输入样本中，获得变异样本；

  其中，c为消防水带的横截面积，单位m2，d为消防水带实时应力阈值，b1(t)为无量纲的消防水带瞬时纬线(t)为无量纲的消防水

  s2-1，针对消防水带接触地面的磨损区域用b表示，以及消防水带顶面的踩踏区域用a表示，处理的样本做纬线拉伸微观分析，确定微裂纹数量；从而确定消防水带临界爆破强度损失函数，

  其中，n为应力获取的次数，和分别为地面磨损区域的磨损强度和顶面踩踏区域的磨损强度，μ为摩擦系数，sb为地面磨损区域爆破应力强度阻抗，sa为顶面踩踏区域爆破应力强度阻抗，δs为应力差值，通过进行传播阻抗与磨损强度的整合计算能够知晓临界爆破强度误差梯度，从而判断消防水带在底面摩擦部分和顶面踩踏部分对整体爆破临界值的影响。

  s2-2，确定消防水带爆破微裂纹数量，对消防水带受到的围压、静态轴向外载力进行不同方位的数据提取，确定爆破前微裂纹数量；判断不同位置损失函数的计算结果是否覆盖消防水带的全部样本；根据收敛函数的参数项，对消防水带的老化进行预测；该收敛函数为：

  (k(x,m)+η)，其中，m为爆破裂纹数量，fit(x,m)为消防水带爆破决策变量x确定m个裂纹的消防水带围压爆破匹配度，k(x,m)为消防水带爆破决策变量x确定m个裂纹的消防水带静态轴向外载力的接近度，η为小的正整数，保证括号内的数值大于零；

  通过计算老化变异收敛函数进行老化预测，将预测收敛后的数据，进行老化寿命评估，

  对于满足消防水带收敛函数的老化预测数据，对该老化预测数据的误差进行剔除，通过计算最小的消防水带老化爆破适应值，对消防水带的寿命进行评估，

  该周期t的约束条件为，按照时间t进行依次增量，增量值为1秒、3秒或5秒。

  尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员能够理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

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