CN106546365B - 一种柔性太阳翼的太阳毯压力标定方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种柔性太阳翼中太阳毯压力标定方法，采用薄膜式压力传感器布置在太阳毯叠合缝隙内适当位置，以获取太阳毯内部局部位置的压力值，同时记录相应时刻箱板外侧压紧点的压紧力值，建立二者的对应曲线；另外，在太阳毯叠合缝隙内放置测试试片，测试向外拉拔试片的拉力值，即获得太阳毯内部的摩擦力参数，同样建立此拉力值与箱板外侧压紧点压紧力值之间的关系曲线，结合整翼力学分析结果，即可确定压紧力的控制范围、控制措施。此方法具有操作简单，测量精度高等特点。其它情况，如狭窄缝隙内接触压力测量等也可参照应用。

Description

一种柔性太阳翼的太阳毯压力标定方法
技术领域
本发明属于柔性太阳翼技术领域，具体涉及一种柔性太阳翼的太阳毯压力标定方法。
背景技术
大型柔性太阳翼，其太阳电池电路粘贴在柔性碳纤维布上(合称为太阳毯)，发射时，太阳毯折叠收拢在箱板内，通过太阳毯压紧释放装置提供的压紧力产生足够的摩擦力以使太阳毯的各片太阳板之间、太阳板与箱板之间相对无滑移，从而承受相应力学环境载荷。但同时压紧释放装置中的压紧力不能超出电池片的承受能力，故太阳毯压紧过程中需对压紧力进行严格控制。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种太阳毯压力标定方法，适用于大型柔性太阳翼的太阳毯内部压紧力的测量标定。
一种柔性太阳翼中太阳毯压力标定方法，所述柔性太阳翼包括上箱板(1)、下箱板(4)、太阳毯(2)以及压紧释放装置(5)；太阳毯(2)依次对折叠合在上箱板(1)与下箱板(4)之间，通过侧边的4个对称设置的压紧释放装置(5)将其压合在一起；所述压紧释放装置(5)采用压紧杆(7)和锁紧螺母配合的结构形式，通过拧紧螺母将压紧力施加到压紧杆(7)上，进而压紧太阳毯(2)；所述标定方法包括：
步骤1，在压紧释放装置(5)的压紧杆(7)上粘贴应变测试片(11)，用拉力机对压紧杆(7)施加拉力，获得拉力—应变测试曲线，即通过应变值测试压紧杆(7)承受的拉力；
步骤2，在太阳毯(2)的夹层中布置至少2个压力传感器(12)，部分压力传感器(12)布置在太阳毯(2)长度方向的边缘位置上，另一部分压力传感器(12)布置在太阳毯(2)长度方向的对称中心线上；
步骤3，将正反面均粘贴有模拟电池片的太阳毯试片A(8)放置在太阳毯(2)正面相对的夹层中，将正反面均无模拟电池片的太阳毯试片B(9)放置在太阳毯(2)背面相对的夹层中；
步骤4，逐步拧紧4个太阳毯压紧释放装置(5)的锁紧螺母，以对压紧杆(7)逐渐施加拉紧力，在拉紧力达到每一个设定的压紧力目标值并稳定后：
a、应变测试片(11)测量压紧杆(7)的应变值，并根据步骤1的拉力—应变测试曲线，将压紧杆(7)的应变值转换为压紧杆(7)的拉紧力值；
b、测量太阳毯(2)内各压力传感器(12)的压力测量值；
c、向外拉动太阳毯试片A(8)和太阳毯试片B(9)，当太阳毯试片A或太阳毯试片B(9)开始移动瞬间，或拉力值有突变降低即停止拉动，测量此时的拉力值；
步骤5，逐步加大压紧杆(7)的拉紧力，同时重复上述a、b、c的测量，最终获得压紧杆(7)的压紧力与压力传感器(12)的压力值、太阳毯试片A(8)以及太阳毯试片B(9)往外拉拔的拉力值之间的对应关系曲线，完成标定。
较佳的，所述压力传感器(12)放置在太阳毯(2)厚度方向上的中间夹层中。
较佳的，压力传感器(12)的数量为8个；其中4个压力传感器(12)布置在太阳毯(2)长度方向的边缘位置上，另外4个压力传感器(12)布置在太阳毯(2)长度方向的对称中心线上。
较佳的，4个所述压紧释放装置(5)施加压力时采用对角的两个压紧释放装置(5)同时施加，或者4个压紧释放装置(5)同时施加。
本发明具有如下有益效果：
本发明的标定方法采用薄膜式压力传感器布置在太阳毯叠合缝隙内适当位置，以获取太阳毯内部局部位置的压力值，同时记录相应时刻箱板外侧压紧点的压紧力值，建立二者的对应曲线；另外，在太阳毯叠合缝隙内放置测试试片，测试向外拉拔试片的拉力值，即获得太阳毯内部的摩擦力参数，同样建立此拉力值与箱板外侧压紧点压紧力值之间的关系曲线，结合整翼力学分析结果，即可确定压紧力的控制范围、控制措施。此方法具有操作简单，测量精度高等特点。其它情况，如狭窄缝隙内接触压力测量等也可参照应用。
附图说明
图1(a)为本发明的柔性太阳翼中太阳毯与箱板结构压紧前的组成示意图；
图1(b)为本发明的柔性太阳翼中太阳毯及箱板结构压紧后的示意图的正视图；
图1(c)为本发明的柔性太阳翼中太阳毯及箱板结构压紧后的示意图的俯视图；
图2(a)为本发明的太阳毯试片A的结构组成示意图；
图2(b)为本发明的太阳毯试片B的结构组成示意图；
图3(a)为本发明中压力标定中测试设备布置在太阳毯后的正视图；
图3(b)为本发明中压力标定中测试设备布置在太阳毯后的俯视图。
其中，1-上箱板、2-太阳毯、3-泡沫材料、4-下箱板、5-压紧释放装置、6-太阳电池片、7-压紧杆、8-太阳毯试片A、9-太阳毯试片B、10-位移限位装置、11-应变测试片、12-压力传感器。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
柔性太阳翼的箱板及太阳毯组合体结构示意如图1(a)、图1(b)和图1(c)所示，上箱板1与下箱板4内侧均铺设有泡沫材料3，太阳毯2依次对折叠合在上箱板1与下箱板4之间，通过侧边的4个对称设置的压紧释放装置5将其压合在一起。太阳毯2折叠后，正面(有太阳电池片6的一面)与正面相对，背面与背面相对。
压紧释放装置5采用的是压紧杆7和锁紧螺母配合的结构形式，类似于螺栓螺母形式，通过拧紧螺母将压紧力施加到压紧杆7上，进而压紧太阳毯2。
本发明的目的是找到在箱板外侧压紧释放装置5的压紧点施加一定压紧力时对应地在太阳毯内部可以产生多大的压紧力的关系曲线，以控制太阳毯2的压紧程度，使其既可以承受发射时的力学载荷条件，又不超过太阳电池片6的承压能力。
本发明采用薄膜式压力传感器12布置在太阳毯2叠合缝隙内适当位置，以获取太阳毯2内部局部位置的压力值，同时记录相应时刻箱板外侧压紧点的压紧力值，建立二者的对应曲线；另外，在太阳毯2叠合缝隙内放置两种测试试片，测试向外拉拔试片的拉力值，即获得太阳毯2内部的摩擦力参数，同样建立此拉力值与箱板外侧压紧点压紧力值之间的关系曲线。通过试验获得的两个力值曲线图，即可通过选取适当的箱板外侧压紧点处压紧力值，来得到太阳毯2内部合适的压紧力。
本发明的测试方法包括如下具体步骤：
步骤1，如图3(a)所示，在压紧释放装置的压紧杆7上粘贴应变测试片11，用拉力机对压紧杆7施加拉力，获得拉力—应变测试曲线，即通过应变值测试压紧杆7承受的拉力。
步骤2，如图3(b)所示，布置8个薄膜式压力传感器12，尽量放置在太阳毯2厚度方向上的中间夹层中，其中的4个测量点H1～H4布置在太阳毯2长度方向的边缘位置上，另外的4个测量点H5～H8布置在太阳毯2长度方向的对称中心线上。
步骤3，如图3(b)所示，将太阳毯试片A(正反面均粘贴有模拟电池片，如图2(a))8放置在太阳毯2正面相对的夹层中，将太阳毯试片B(如图2(b)，正反面均无模拟电池片)9放置在太阳毯2背面相对的夹层中，尽量放置在太阳毯2厚度方向上的中间夹层中，但与薄膜式压力传感器12不得放置在同一夹层内。
步骤4，测试设备布设、准备妥当后，开始对角依次(或四点同时)拧紧4个太阳毯压紧释放装置5的压紧杆锁紧螺母(用测力扳手对螺母加载，测力扳手的力矩分多级用小增量逐渐加载，最小力矩保证测力计有示数即可，最大力矩不能超过螺母承受能力)，逐步对压紧杆7施加拉紧力，设置多个拉紧力目标值，在每个压紧力目标值稳定后：
a、测量压紧杆7的应变值(转换为拉力值)；
b、测量太阳毯2内各薄膜式压力传感器的压力测量值；
c、向外抽拔太阳毯试片A和太阳毯试片B，目测太阳毯试片只要开始移动，或拉力值有突变降低即可停止拉动，测量此时的拉力值。
步骤5，测量结束后，再加大一级压紧杆7的拉紧力目标值，稳定后再重复上述abc的测量。逐步加大压紧杆7的拉紧力，同时重复上述的测量与操作。最终获得压紧杆7的拉紧力与薄膜式压力传感器的压力值、太阳毯试片往外拉拔的力值之间的对应关系曲线，完成标定。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种柔性太阳翼中太阳毯压力标定方法，所述柔性太阳翼包括上箱板(1)、下箱板(4)、太阳毯(2)以及压紧释放装置(5)；太阳毯(2)依次对折叠合在上箱板(1)与下箱板(4)之间，通过上箱板(1)与下箱板(4)侧边的4个对称设置的压紧释放装置(5)将其压合在一起；所述压紧释放装置(5)采用压紧杆(7)和锁紧螺母配合的结构形式，通过拧紧螺母将拉紧力施加到压紧杆(7)上，进而压紧太阳毯(2)；其特征在于，所述标定方法包括：
步骤1，在压紧释放装置(5)的压紧杆(7)上粘贴应变测试片(11)，用拉力机对压紧杆(7)施加拉力，获得拉力—应变测试曲线，即通过应变值测试压紧杆(7)承受的拉力；
步骤2，在太阳毯(2)的夹层中布置至少2个压力传感器(12)，部分压力传感器(12)布置在太阳毯(2)长度方向的边缘位置上，另一部分压力传感器(12)布置在太阳毯(2)长度方向的对称中心线上；
步骤3，将正反面均粘贴有模拟电池片的太阳毯试片A(8)放置在太阳毯(2)正面相对的夹层中，将正反面均无模拟电池片的太阳毯试片B(9)放置在太阳毯(2)背面相对的夹层中；
步骤4，逐步拧紧4个太阳毯压紧释放装置(5)的锁紧螺母，以对压紧杆(7)逐渐施加拉紧力，在拉紧力达到每一个设定的目标值并稳定后：
a、应变测试片(11)测量压紧杆(7)的应变值，并根据步骤1的拉力—应变测试曲线，将压紧杆(7)的应变值转换为压紧杆(7)的拉紧力值；
b、测量太阳毯(2)内各压力传感器(12)的压力测量值；
c、向外拉拔太阳毯试片A(8)和太阳毯试片B(9)，当太阳毯试片A或太阳毯试片B(9)开始移动瞬间，或拉拔力值有突变降低即停止拉动，测量此时的拉拔力值；
步骤5，逐步加大压紧杆(7)的拉紧力，同时重复上述a、b、c的测量，最终获得压紧杆(7)的拉紧力与压力传感器(12)的压力值、太阳毯试片A(8)以及太阳毯试片B(9)往外拉拔的拉拔力值之间的对应关系曲线，完成标定。
2.如权利要求1所述的一种柔性太阳翼中太阳毯压力标定方法，其特征在于，所述压力传感器(12)放置在太阳毯(2)厚度方向上的中间夹层中。
3.如权利要求2所述的一种柔性太阳翼中太阳毯压力标定方法，其特征在于，压力传感器(12)的数量为8个；其中4个压力传感器(12)布置在太阳毯(2)长度方向的边缘位置上，另外4个压力传感器(12)布置在太阳毯(2)长度方向的对称中心线上。
4.如权利要求1所述的一种柔性太阳翼中太阳毯压力标定方法，其特征在于，4个所述压紧释放装置(5)施加压力时采用对角的两个压紧释放装置(5)同时施加，或者4个压紧释放装置(5)同时施加。
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