拉力試驗(yàn)機(jī)在航天航空行業(yè)中的應(yīng)用

來(lái)源：天氏庫(kù)力發(fā)布日期 2020-10-21 瀏覽：

拉力試驗(yàn)機(jī)可測(cè)試各種金屬及非金屬材料的拉伸、壓縮、彎曲、剪切、剝離、撕裂、兩點(diǎn)延伸（需另配引伸計(jì)）等，可測(cè)試的材料包括：橡膠、塑料、電線電纜、光纖光纜、安全帶、保險(xiǎn)帶、皮革皮帶復(fù)合材料、塑料型材、防水卷材、鋼管、銅材、型材、彈簧鋼、軸承鋼、不銹鋼（以及其它高硬度鋼）、鑄件、鋼板、鋼帶、有色金屬金屬線材等。

拉力試驗(yàn)機(jī)

拉力試驗(yàn)機(jī)在航空航天行業(yè)也有相當(dāng)廣泛的應(yīng)用，例如航天電連接器，航天電連接器一般應(yīng)用于導(dǎo)彈、火箭等航空航天器，并在飛行過(guò)程中起到級(jí)間電路連接、斷開(kāi)作用。如果分離不成功，則會(huì)干擾火箭狀態(tài)、影響衛(wèi)星安全或?qū)е掳l(fā)射失敗，據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，在所有的航天器系統(tǒng)的故障中，由電連接器等元件失效引起的故障占總數(shù)的30%，造成的損失無(wú)法估量，為此，美國(guó)宇航局專門投入1億美元的經(jīng)費(fèi)用于開(kāi)展電連接器等元器件失效、壽命方面的研究。然而目前國(guó)內(nèi)對(duì)航天電連接器分離狀態(tài)測(cè)試技術(shù)，特別是對(duì)其分離拉力的測(cè)試技術(shù)的研究還未深入開(kāi)展，未研究出較便捷的用于評(píng)估航天電連接器分離拉力的測(cè)試系統(tǒng)。與此同時(shí)，隨著航天科技的發(fā)展，航空航天器對(duì)于電連接器可靠性的要求越來(lái)越高，急需設(shè)計(jì)一種系統(tǒng)測(cè)試方案來(lái)對(duì)航天電連接器的分離進(jìn)行有效分析與評(píng)估。

鑒于此，我們?yōu)榇蠹医榻B一種航天電連接器分離拉力測(cè)試系統(tǒng)。也可滿足一些航空航天技術(shù)人員與愛(ài)好者對(duì)知識(shí)的探討，該航天電連接器的連接方式為手輪式，分離方式為電磁解鎖和機(jī)械解鎖，瞬間強(qiáng)制分離。木系統(tǒng)針對(duì)其機(jī)械解鎖分離方式，利用拉力傳感器和數(shù)據(jù)采集卡測(cè)得電連接器分離瞬間的拉力值。

1、航天電連接器分離原理

電連接器的分離要求是指分離鎖緊機(jī)構(gòu)在收到分離信號(hào)時(shí)能夠電動(dòng)分離或者是在機(jī)械作用下能夠?qū)崿F(xiàn)分離，而電連接器插頭、插針?lè)珠_(kāi)時(shí)不出現(xiàn)卡滯、分離不完全等現(xiàn)象。

本拉力機(jī)系統(tǒng)利用機(jī)械解鎖的方式對(duì)航天電連接器進(jìn)行分離。在外力的作用下，插頭與插座插合，兩邊的插針通過(guò)雙頭插孔實(shí)現(xiàn)電路的導(dǎo)通，并且分離鎖緊機(jī)構(gòu)將插頭與插座通過(guò)滾珠鎖緊機(jī)構(gòu)鎖合在一起。當(dāng)插頭與插座需要分開(kāi)時(shí)，在力的作用下拉動(dòng)分離鎖緊機(jī)構(gòu)的拉桿，解鎖滾珠鎖緊機(jī)構(gòu)，插座上的插針與插孔在彈射彈簧的作用力下被彈開(kāi)從而實(shí)現(xiàn)航天電連接器的分離。

2、測(cè)試過(guò)程

在計(jì)算機(jī)中打開(kāi)伺服電機(jī)參數(shù)設(shè)定界面進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。伺服電機(jī)將按照設(shè)置的參數(shù)值開(kāi)始工作，與此同時(shí)，拉力傳感器往拉離電連接器的方向運(yùn)動(dòng)。

系統(tǒng)軟件可實(shí)現(xiàn)航天電連接器拉力信號(hào)的自動(dòng)采集。下圖是電連接器分離過(guò)程中拉力波動(dòng)情況，圖中數(shù)據(jù)顯示拉力最大值為103.47N，該拉力值即為航天電連接器在此次實(shí)驗(yàn)中分離瞬間的拉力值。根據(jù)測(cè)得的拉力值與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行對(duì)比來(lái)判斷該航天電連接器分離是否合格。