CN111001447A - 一种空间材料实验样品模块化试验箱 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种空间材料实验样品模块化试验箱，包括箱体、箱盖、安装托盘和若干样品模块，箱盖铰接在箱体上，箱体和箱盖的内侧分别安装有样品托盘；样品模块包括安装支撑结构以及样品材料，安装支撑结构可拆卸连接在安装托盘上，样品材料被限位支撑在安装支撑结构上，且其暴露面朝向背离安装托盘的一侧布置。本发明的试验箱，能够实现材料在空间原子氧剥蚀、空间高低温交变、空间高能粒子辐射、微重力、超高真空、空间碎片/微流星体撞击等极端苛刻环境下进行在轨实验测试。同时，利于地面实验室安装及除水、除气、除尘处理、在轨拆卸更换以及返回地面后拆卸操作；满足结构紧凑、尺寸小、重量低、火箭发射上行阶段力学性能可靠的航天特色要求。

Description

一种空间材料实验样品模块化试验箱

技术领域

本发明涉及航天材料暴露实验相关技术领域，具体为空间材料科学以及 空间物理科学交叉学科研究领域，具体涉及一种空间材料实验样品模块化试 验箱。

背景技术

经过调研发现，国外如美国航空航天局(NASA)、俄航局(RSA)、欧 空局(ESA)、日本航空航天局(JAXA)等著名航天机构，基于国际空间站 (ISS)开展材料暴露测试以及样品实验模块的研制，根据不同的试验目的 和需求，针对金属材料、无机非金属材料、高分子材料以及复合材料等材料 体系，设计了多种类的材料在轨试验装置。国内对于空间材料在轨暴露实验 装置开发尚未检索到相关工作。尤其是对于不同的材料体系、不同的材料实 验类型(主动/被动)，没有相关的实验装置设计，不能满足我国空间站的在 轨运行后，开展相关的材料暴露测试工作。

而且，应用于空间环境的机构，相对于地面上工作的机构来说，空间机 构的工作差异主要由于空间环境引起，空间动力学环境与地面环境有所不 同。空间环境对机构的影响主要体现在如下方面：

(1)微重力影响

由于目前航天器通常是在地面上进行装调，也就是在重力作用下进行的 装调，而当航天器进入太空中，其所处环境为微重力环境，装调过程中的重 力会进行释放，发生变形。零件间的摩擦力变小，系统处于自由状态，来自 外界的干扰会显得更加的突出。微重力对一般的机构影响较小，但对于某些 释放机构的影响较大，如太阳电池阵中的压紧机构。

(2)压力差影响

压力差的影响通常在1×10^-2Pa～1×10^-5Pa的真空范围内发生，当航天器中 存在密封结构时，此密封结构的内外太差会加大，导致结构变形或损坏。

(3)真空出气影响

材料表面存在吸附或吸收的气体并溶解于材料内部，这些气体在高于 1×10^-2Pa的真空度下进行释放，也即为真空出气。释放出的气体会重新凝聚 在低温部件上，从而污染光学镜片、传感器以及具有光学选择特性的热控涂 层，导致光学性能下降、太阳吸收率增加、温度升高。

(4)辐射传热影响

在真空环境中，辐射传热是航天器与外界的主要传热形式。因此，表面 材料的辐射特性对热控功能的具有重要影响。当航天器各系统和机构未能工 作在合理温度范围内时，结构件会由于所处环境温度变化而产生应力、变形 甚至破裂，从而对航天器机构造成损坏。

(5)粘着与冷焊的影响

粘着与冷焊通常发生在压力为1×10^-7Pa以上的超高真空环境中。在地面 上，固体表面总是吸附有机膜及其它膜，称它们为边界润滑的润滑剂，起减 少摩擦系数的作用。在空间真空环境中，固体表面膜，当被部分或全部清除 时，相接触的零件间会形成清洁的材料表面，进而出现不同程度的粘合现象， 称为粘着。如果除去氧化膜，使表面达到原子清洁度，在一定的压力与温度 的作用下，可进一步整体粘着，也就是形成冷焊。

防止冷焊的主要方法有选用不易发生冷焊的配偶材料，采用固体润滑、 脂润滑或液体润滑剂，涂覆不易发生冷焊的材料膜层等。

(6)微流星与空间碎片

空间环境中存在着微流星以及由于人类太空活动而产生的各种太空碎 片，由于它们都具备较高的速度与动能，即使是很小的一个碎片与航天器发 生碰撞，都极可能导致设备出现故障。因此，航天器应加强对微流星与空间 碎片的防范。

(7)太阳辐照环境影响

由于太阳辐照，会使得机械结构件产生机械力，尤其是受热不均引起的 热弯曲效应最大，会使得结构产生低频振动。此外，温度的变化对于机构内 的润滑剂的选用影响较大，需选择抗温变性能好的润滑剂。

(8)冷黑环境影响

冷黑环境是指不考虑太阳与航天器的辐射，航天器的热辐射全部被太空 吸收，没有反射的环境。冷黑环境易导致航天器上的可伸缩性机构的伸展性 能，并且影响某些有机材料的性能，导致材料的老化与脆化等。

由空间环境因素导致机构出现故障的失效形式与失效机理，如表1所示。

表1空间环境因素对机构失效的影响

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有用于空间材料舱外暴露实验的装置， 一般都是全部集成在一起，当其中一个或几个出现问题，会影响其他材料暴 露实验的顺利进行。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种空间材料实验样品模块 化试验箱，包括箱体、箱盖、安装托盘和若干样品模块，所述箱盖铰接在所 述箱体上，所述箱体和所述箱盖的内侧分别安装有所述样品托盘；所述样品 模块包括安装支撑结构以及样品材料，所述安装支撑结构可拆卸连接在所述 安装托盘上，所述样品材料被限位支撑在所述安装支撑结构上，且其暴露面 朝向背离所述安装托盘的一侧布置。

本发明的有益效果是：本发明通过将不同样品材料集成在独立的模块 上，并分别安装在试验箱内，当其中一个模块出现问题进行更换拆装等，不 影响其他模块实验的顺利进行。可用于实现金属材料、无机非金属材料、高 分子材料及复合材料在轨进行空间环境暴露测试，基于空间站及其它航天器 平台，试验及分析材料在轨的使役行为和使役性能变化，为航天器设计及空 间科学有效载荷开发提供材料空间服役性能基础数据库以及为新型材料开 发提供基础科学依据。本发明的试验箱，能够实现材料在空间原子氧剥蚀、 空间高低温交变、空间高能粒子辐射、微重力、超高真空、空间碎片/微流星 体撞击等极端苛刻环境下进行在轨实验测试。同时，利于地面实验室安装及 除水、除气、除尘处理、在轨拆卸更换以及返回地面后拆卸操作；满足结构 紧凑、尺寸小、重量低、火箭发射上行阶段力学性能可靠的航天特色要求。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，若干所述样品模块分别包括通用材料模块、功能材料模块、高 分子材料模块、热控涂层材料模块、橡胶材料模块、空间结构材料模块、电 缆材料模块、被动拉伸材料模块、被动弯曲材料模块、主动拉伸材料模块、 主动弯曲材料模块中的任意一种或几种。

采用上述进一步方案的有益效果是：可将不同的样品模块集成在试验箱 中，满足结构紧凑、超集成化、模块化、重量以及尺寸最小化的航天领域特 殊要求。

进一步，所述安装支撑结构包括上盖板和下盖板，所述上盖板上开设有 若干暴露孔，所述暴露孔上端内环侧设有一圈压边，所述压边上端靠近所述 暴露孔的位置设有一圈倒角；所述下盖板可拆卸安装在所述上盖板下端，所 述下盖板与所述压边之间形成用于安装样品材料的安装空间；所述下盖板安 装在所述托盘上，所述样品材料安装在所述安装空间内且其暴露面位于所述 暴露孔内。

采用上述进一步方案的有益效果是：采用在上下盖板之间设置样品材 料，利用暴露孔对样品材料进行暴露实验。首先，在上盖板压边上设置倒角， 从而使材料边缘区域发生原子氧散射效应，模拟原子氧的积聚效应对航天器 材料的损伤；其次，样品材料在暴露孔的中心区域的原子氧通量近似恒定， 可以模拟原子氧对航天器材料剥蚀损伤；最后，材料样品会通过暴露孔受到 原子氧的高速冲击(约4.5eV)，在靠近倒角的边缘处会由于散射更加明显。 同时，在所有实验样品材料下方进行激光打标，可以对每个样品材料模块进 行标记和编号。

进一步，所述安装支撑结构还包括O型圈、隔离圈和支撑板二，所述O 型圈位于所述压边的下方，所述隔离圈位于所述O型圈下方，所述隔离圈外 周侧壁与所述安装空间内侧壁相适配，所述支撑板二被压接在所述隔离圈与 所述下盖板之间；所述O型圈下方、支撑板二上方以及隔离圈内形成所述安 装空间。

采用上述进一步方案的有益效果是：功能类材料实验过程中往往要求对 材料进行隔离保护，采用隔离圈、O型圈等多层结构设计，可以对功能类材 料进行有效隔离，不接触上下盖板，满足功能类材料的在轨实验要求。

进一步，所述安装支撑结构还包括间隔板和弹性支撑板，所述弹性支撑 板位于所述下盖板上方，所述间隔板位于所述弹性支撑板上方；所述间隔板 与所述压边之间形成用于安装样品材料的安装空间；所述弹性支撑板采用波 浪形结构。

采用上述进一步方案的有益效果是：采用弹性支撑板，可以对材料进行 有效支撑，能够满足不同厚度的材料的实验要求；主要可针对空间高分子材 料类实验。采用波浪形结构对材料进行弹性支撑，利用波浪形结构的容易伸 展变形特性，可以根据材料厚度，快速调整支撑强度。

进一步，所述下盖板上设有若干通孔，若干所述通孔与若干所述暴露孔 一一对应布置，所述上盖板与下盖板之间设有一层隔热保护板，所述隔热保 护板中开设有检测孔，若干检测孔与若干所述暴露孔一一对应布置，所述隔 热保护板上方设有对应所述暴露孔的位置设有金属镍盘，所述金属镍盘与所 述压边间隔布置形成所述安装空间；所述金属镍盘上设有检测装置，所述检 测装置穿过所述通孔后位于所述下盖板的检测孔内。

采用上述进一步方案的有益效果是：镍盘能够将材料样品与检测装置很 好的隔离开，并且隔热保护板的设置，可以对检测装置起到隔热保护作用， 利用检测装置可以实时检测材料样品的相关参数变化，从而评估材料在轨性 能变化。

进一步，所述隔热保护板采用聚酰亚胺材质制成；所述检测装置为温度 传感器，所述温度传感器通过环氧树脂粘贴在所述金属镍盘上。

采用上述进一步方案的有益效果是：采用聚酰亚胺制成隔热保护板，能 够对检测装置进行有效的隔热保护。热控类材料在轨实验需要安装温度传感 器，随时监测材料温度变化，从而评估材料在轨性能变化。采用环氧树脂粘 接温度传感器和金属镍盘，连接热控材料样品，同时温度传感器周围用聚酰 亚胺隔热保护，整体封装成一个热控涂层实验模块后，安装到材料样品托盘 的上盖板和下盖板之间。

进一步，所述安装支撑结构包括支撑板一和压接装置，所述压接装置可 拆卸连接在所述支撑板一上，并用于将样品材料压接在所述支撑板一上；

所述压接装置包括固定螺丝，所述支撑板一上形成有螺纹孔或螺纹槽， 所述固定螺丝的一端具有一圈环形的压接边，所述固定螺丝的另一端螺纹连 接在所述螺纹孔或螺纹槽内；所述固定螺丝利用其压接边将样品材料压接在 所述支撑板一上；

所述样品材料为O型橡胶密封圈，所述固定螺丝穿过所述O型橡胶密 封圈中间的通孔，并利用压接边将O型橡胶密封圈内环侧压接在所述支撑板 一上；所述支撑板一上还固定有聚酰亚胺样品材料；

或所述样品材料为板状结构材料，所述固定螺丝穿过所述板状结构材 料，并利用压接边将板状结构材料压接在所述支撑板一上。

采用上述进一步方案的有益效果是：本发明的样品模块，可针对橡胶类 材料或一些规则的板状结构材料进行模块化处理。

空间橡胶密封材料在轨暴露是材料实验中非常重要而且具有实际意义 的一类科学实验。航天器的在轨对接，空间站舱段之间的高效可靠密封，都 需要对橡胶密封材料有一个严谨完善的在轨实验测试，获取长期、真实准确 的空间使役行为和使役性能演变数据。

本发明针对空间橡胶密封材料设计的样品模块，采用固定螺丝穿过空间 橡胶密封圈中间，固定连接在支撑板一上面，固定螺丝的上部顶端直径大于 橡胶密封圈内径的30％以上，保证有效压紧面积。本发明的设计特色之处还 在于在橡胶圈材料样品中安装聚酰亚胺标准检测样品，回收后用于准确检测 评估橡胶密封材料周围的空间实际原子氧通量。橡胶密封圈、聚酰亚胺样品 与支撑板装一配成组合体，之后安装于材料试验箱中的样品托盘上，满足在 轨暴露实验测试和火箭发射上行阶段的力学性能要求。

空间结构材料，例如航天器用铝合金、钛合金、镁合金等的在轨暴露测 试，为避免返回地面加工带来的污染，需要发射入轨进行暴露实验前，加工 成标准拉伸试样，拉伸试样尺寸满足ASTM D638-08 Type V要求。板材类 拉伸试样暴露测试通过将试样两端通过固定螺丝拧紧固定到支撑板一上，板 材类拉伸试样与支撑板一装配成组合体，之后安装于材料试验箱的样品托盘 上，满足在轨暴露实验测试和火箭发射上行阶段的力学性能要求。

进一步，所述安装支撑结构包括支撑板一和压接装置，所述压接装置可 拆卸连接在所述支撑板一上，并用于将样品材料压接在所述支撑板一上；

所述压接装置包括U型锁紧件和锁紧螺丝，所述支撑板一正面上形成有 插接孔，所述U型锁紧件的两端分别插入所述插接孔内，所述U型锁紧件 的两端端面上分别开设有螺纹连接槽，所述锁紧螺丝从所述支撑板一背面插 入所述插接孔内并螺纹连接在所述螺纹连接槽内；所述U型锁紧件与所述支 撑板一之间形成用于压接样品材料的空间；

所述样品材料为柱状或块状结构材料，所述柱状或块状结构材料穿过所 述U型锁紧件和支撑板一之间的空间，并被所述U型锁紧件锁紧在所述支 撑板一上。

采用上述进一步方案的有益效果是：本发明的样品模块，可针对柱状或 块状结构材料进行模块化处理。

本发明同样针对空间结构材料，例如航天器用铝合金、钛合金、镁合金 等的在轨暴露测试，为避免返回地面加工带来的污染，需要发射入轨进行暴 露实验前，加工成标准拉伸试样，拉伸试样尺寸满足ASTM D638-08 Type V 要求。柱状或块状结构材料通过U型锁紧件固定到支撑板一上，U型锁紧件 底端通过螺母进行锁紧。拉伸试样与支撑板一装配成组合体，之后安装于材 料试验箱的样品托盘上，满足在轨暴露实验测试和火箭发射上行阶段的力学 性能要求。

进一步，所述安装支撑结构包括支撑板一和压接装置，所述压接装置可 拆卸连接在所述支撑板一上，并用于将样品材料压接在所述支撑板一上；

所述压接装置包括两个压紧条和若干紧固螺丝，所述压紧条通过所述紧 固螺丝固定在所述支撑板一上，两个所述压紧条平行相对布置，两个所述压 紧条靠近所述支撑板一的一侧面上分别开设有若干压接槽，两个所述压紧条 上的压接槽一一对应布置，样品材料两端分别置于对应布置的两个压接槽 内，并被所述压紧条压紧在所述支撑板一上；

所述样品材料为电缆材料，所述电缆材料两端分别置于对应布置的两个 压接槽内，并被所述压紧条压紧在所述支撑板一上。

采用上述进一步方案的有益效果是：本发明的样品模块，可针对电缆材 料进行模块化处理。航天器舱外布置有大量电缆，电缆在太空极端环境下的 使役行为和使役性能直接关系到航天的功能和安全。

空间电缆材料两端采用压紧条，通过紧固螺丝固定在支撑板一上，压紧 条下面开设有圆形的压接槽，槽直径略小于电缆材料直径，实现紧密压紧。 空间电缆材料与支撑板一装配成组合体，之后安装于材料试验箱中的样品托 盘上，满足在轨暴露实验测试和火箭发射上行阶段的力学性能要求。

进一步，所述安装支撑结构包括支撑板一和压接装置，所述压接装置可 拆卸连接在所述支撑板一上，并用于将样品材料压接在所述支撑板一上；

所述压接装置包括夹具、压接条和螺丝，所述夹具包括底座、两个连接 板一和两根支撑杆，所述底座两端分别设有两个平行布置的连接板一，所述 支撑杆两端分别连接在两个连接板一上，两根所述支撑杆平行布置且位于同 一水平高度，所述支撑杆与所述底座上表面之间预留有间隙；样品材料被支 撑在两根支撑杆上方并通过压接条压紧在所述底座一侧面上；所述螺丝将所 述压接条紧固在所述底座上；

所述样品材料为拉伸材料，所述拉伸材料起始端位于所述底座一侧面 上，缠绕端依次绕过临近的支撑杆上方、远离的支撑杆下方后，再从两根支 撑杆上方绕过并与所述起始端重叠，所述拉伸材料的起始端和缠绕端重叠后 被所述压接条压紧在所述底座一侧面上。

采用上述进一步方案的有益效果是：本发明的样品模块，可针对拉伸材 料进行模块化处理。空间非金属及复合材料等在轨使役性能测试，为避免返 回地面后加工带来的污染，需要发射入轨进行暴露试验前，加工成标准拉伸 试样，拉伸试样尺寸满足ASTM D638-08 Type V要求。

将材料拉伸试样缠绕在样品安装夹具上，材料有效暴露区域暴露于空间 环境中，承受空间环境的协同效应作用。材料拉伸试样末端通过螺丝拧紧压 板固定在安装夹具的底部。通过改变样品安装夹具的尺寸，控制材料拉伸试 样的安装数量。空间材料拉伸试样与安装夹具装配成组合体，之后安装到于 材料试验箱中的样品托盘上，满足在轨暴露实验测试和火箭发射上行阶段的 力学性能要求。

进一步，所述安装支撑结构包括支撑板一和压接装置，所述压接装置可 拆卸连接在所述支撑板一上，并用于将样品材料压接在所述支撑板一上；

所述压接装置包括压接座和连接螺丝，所述压接座上表面呈拱形结构， 样品材料沿所述压接座上表面的拱形结构弯曲后，其两端被所述连接螺丝固 定在所述压接座两侧面上；

所述样品材料为弯曲材料，所述弯曲材料绕所述压接座上表面弯曲后， 其两端被所述连接螺丝固定在所述压接座两侧面上。

采用上述进一步方案的有益效果是：本发明的样品模块，可针对弯曲材 料进行模块化处理。空间非金属及复合材料等在轨使役性能测试，为避免返 回地面后加工带来的污染，需要发射入轨进行暴露试验前，加工成标准弯曲 试样，弯曲试样的尺寸根据材料具体使用工况以及具体科学实验要求而定。

将条状材料弯曲试样通过紧固螺丝安装在样品安装夹具上，通过改变安 装夹具圆柱芯轴半径(曲率)，实现加载不同程度的弯曲应力，模拟材料真实 的工作载荷。空间材料弯曲样品与安装夹具装配成组合体，之后安装到于材 料试验箱中的样品托盘上，满足在轨暴露实验测试和火箭发射上行阶段的力 学性能要求。

进一步，所述安装支撑结构包括安装机架一和若干材料拉伸装置，所述 样品材料为主动拉伸材料；所述主动拉伸材料安装在所述材料拉伸装置上， 若干所述材料拉伸装置可拆卸安装在所述安装机架一上；所述主动拉伸材料 一侧面上涂覆有一层金属导电层，位于所述主动拉伸材料两端的所述金属导 电层分别用于接入电压采集电路；所述金属导电层为金属Ag层。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过在主动拉伸材料上涂覆一层金 属导电层，当主动拉伸材料在轨暴露实验过程中，发生断裂时，金属导电层 也会发生断裂，会使主动拉伸材料两端的电压信号突然变为0，能够准确得 到主动拉伸材料在轨使用的时间参数。另外，将空间材料主动拉伸实验样品 模块化处理，与其他实验材料样品分开放置，互不影响，能够有效节省安装 空间，而且方便拆装。

进一步，所述材料拉伸装置上形成有滑槽，所述滑槽内滑动连接有滑块， 所述主动拉伸材料一端固定在所述材料拉伸装置上，另一端固定在所述滑块 上；所述材料拉伸装置上设有为所述主动拉伸材料提供拉伸加载作用力的加 载弹簧。

采用上述进一步方案的有益效果是：滑槽配合加载弹簧，加载弹簧通过 滑槽内的滑块将加载作用力传递到上层的主动拉伸材料，从而实现拉伸加 载，可以根据不同实验要求，改变加载弹簧系数，实现不同的加载力。

进一步，所述材料拉伸装置上形成有两个同轴布置的滑槽一和滑槽二， 所述滑槽一内滑动连接有滑块一，所述滑槽二内滑动连接有滑块二，所述滑 块一和滑块二相邻布置，所述材料拉伸装置对应滑槽一的位置设有加载弹簧 一，所述材料拉伸装置对应滑槽二的位置设有加载弹簧二；所述加载弹簧一 的一端固定在材料拉伸装置上，另一端固定在所述滑块二上，所述加载弹簧 二的一端固定在材料拉伸装置上，另一端固定在所述滑块一上。

采用上述进一步方案的有益效果是：采用两个滑槽，并使加载弹簧错位 加载，能够最大限度利用空间、缩小尺寸；另外，采用弹簧错位加载，能够 为主动拉伸材料提供足够的预紧力，而且方便调整。

进一步，所述滑槽一靠近所述滑槽二的一段内侧壁上设有滑轨一，所述 滑块一滑动连接在所述滑轨一上并在所述滑轨一所在区域内滑动；所述滑槽 二靠近所述滑槽一的一段内侧壁上设有滑轨二，所述滑块二滑动连接在所述 滑轨二上并在所述滑轨二所在区域内滑动。

采用上述进一步方案的有益效果是：将拉伸范围限位在一定区域内，避 免拉伸作用力过大而对主动拉伸材料产生损坏等；材料加载拉伸力的大小， 通过调整弹簧的弹性系数以及伸长量来确定。

进一步，所述材料拉伸装置内设有将所述滑槽一和滑槽二分隔开的隔 板，所述滑块一和滑块二分别位于所述隔板两侧且靠近所述隔板设置。

进一步，所述滑槽一内设有沿所述滑块一滑动方向布置的导杆一，所述 滑块一穿设在所述导杆一上且与所述导杆一滑动连接；所述滑槽二内设有沿 所述滑块二滑动方向布置的导杆二，所述滑块二穿设在所述导杆二上且与所 述导杆二滑动连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：导杆的设置，可为滑块滑动提供导 向。

进一步，所述主动拉伸材料通过压接装置压接固定在所述材料拉伸装置 上；所述压接装置包括样品压块一和紧固螺钉，所述样品压块一压接在所述 主动拉伸材料的上表面，所述紧固螺钉依次穿过所述样品压块一和主动拉伸 材料，并紧固在所述安装机架一上。

采用上述进一步方案的有益效果是：利用样品压块一配合紧固螺钉将主 动拉伸材料紧固在安装机架一上，能够保证主动拉伸材料在拉伸实验过程中 的稳定。

进一步，所述安装支撑结构包括安装机架二、若干材料弯曲装置以及若 干预紧组件，所述样品材料为主动弯曲材料；若干所述材料弯曲装置和若干 所述预紧组件分别一一对应且可拆卸安装在所述安装机架二上；所述主动弯 曲材料覆设在所述材料弯曲装置上且其两端分别固定在所述安装机架二和 所述预紧组件上；所述主动弯曲材料一侧面上涂覆有一层金属导电层，位于 所述主动弯曲材料两端的所述金属导电层分别用于接入电压采集电路；所述 金属导电层为金属Ag层。

采用上述进一步方案的有益效果是：本发明的样品模块，通过在主动弯 曲材料上涂覆一层金属导电层，当主动弯曲材料在轨暴露实验过程中，发生 断裂时，金属导电层也会发生断裂，会使主动弯曲材料两端的电压信号突然 变为0，能够准确得到主动弯曲材料在轨使用的时间参数。另外，将空间材 料主动弯曲实验样品模块化处理，与其他实验材料样品分开放置，互不影响， 能够有效节省安装空间，而且方便拆装。

进一步，所述预紧组件包括涡卷弹簧和驱动装置，所述安装机架二上设 有安装杆，所述涡卷弹簧套设在所述安装杆上，所述驱动装置安装在所述安 装机架二上并与所述涡卷弹簧内环侧连接，所述涡卷弹簧外环侧与所述主动 弯曲材料一端固定连接，所述驱动装置通过驱动所述涡卷弹簧内环侧转动， 为所述主动弯曲材料提供预紧力。

采用上述进一步方案的有益效果是：利用驱动装置配合涡卷弹簧对主动 弯曲材料提供预紧力，可以一次实现材料在系列预紧力作用下的暴露测试。

进一步，所述驱动装置包括蜗轮和蜗杆，所述涡轮套设在所述安装杆上， 所述蜗杆竖直布置在所述安装机架二上内且与所述蜗轮啮合。

采用上述进一步方案的有益效果是：利用蜗轮蜗杆为主动弯曲材料提供 预紧力，便于操作以及预紧力的调整。

进一步，所述安装机架二包括若干依次并排平行布置的支撑板三，所述 安装杆依次垂直穿设在若干所述支撑板三上；所述支撑板三一侧壁上垂直连 接有连接板二，使相邻的支撑板三之间分隔出若干用于容纳所述涡卷弹簧和 主动弯曲材料的实验空间，所述主动弯曲材料另一端固定在所述连接板二 上。

采用上述进一步方案的有益效果是：每个预紧组件和材料弯曲装置对应 一个支撑板三，每个主动弯曲材料独立进行安装和预紧，相互之间互不影响。

进一步，所述支撑板三上开设有用于安装所述蜗轮的蜗轮安装孔，所述 支撑板三另一侧壁上设有弧形板，所述弧形板与所述支撑板三之间合围成一 个竖直布置的圆柱形孔，所述蜗杆安装在所述圆柱形孔内，所述弧形板上开 设有将所述圆柱形孔与所述涡轮安装孔连通的驱动孔，所述蜗杆通过所述驱 动孔驱动所述涡轮转动。

采用上述进一步方案的有益效果是：在支撑板三上设置弧形板，方便安 装蜗杆，并将蜗杆和蜗轮都紧凑集成在支撑板三上，方便安装和驱动。

进一步，所述支撑板三的一侧壁上还设有限位块，所述限位块位于所述 实验空间内且位于所述蜗轮安装孔四周，所述限位块在所述实验空间内围成 一个与所述蜗轮安装孔对应的限位区域，所述涡卷弹簧位于所述限位块围成 的限位区域内。

采用上述进一步方案的有益效果是：将涡卷弹簧安装在限位块围成的限 位区域内，方便蜗轮与涡卷弹簧的配合连接，以及便于利用蜗轮对涡卷弹簧 实现预紧。

进一步，所述材料弯曲装置包括轴承，所述安装机架二上设有支撑杆， 所述轴承套设在所述支撑杆上，且与所述预紧组件上下对应布置。

采用上述进一步方案的有益效果是：轴承可以起到降低与主动弯曲材料 接触的摩擦力的作用。

进一步，还包括电压采集电路，所述电压采集电路用于采集所述金属导 电层中电压信号，当所述样品材料断裂时，所述金属导电层同步断裂，所述 电压采集电路采集的电压信号为0。

采用上述进一步方案的有益效果是：能够实时监测主动弯曲材料的断裂 时间。

进一步，所述电压采集电路包括电子采集板，所述电子采集板用于当实 验开始时，记录初始时间，当样品材料断裂时，记录断裂时间。

采用上述进一步方案的有益效果是：利用电子采集板，能够准确得到主 动弯曲材料可在轨使用的时间参数。

附图说明

图1为本发明试验箱的结构示意图；

图2为本发明空间通用材料类被动实验样品模块的立体结构示意图；

图3为本发明空间通用材料类被动实验样品模块的立体爆炸结构示意 图；

图4为本发明空间通用材料类被动实验样品模块另一实施方式的立体结 构示意图；

图5为本发明功能材料类被动实验样品模块的立体结构示意图；

图6为本发明功能材料类被动实验样品模块的立体爆炸结构示意图；

图7为本发明功能材料类被动实验样品模块的侧视结构示意图；

图8为图7的A-A剖视图；

图9为本发明高分子材料类被动实验样品模块的立体结构示意图；

图10为本发明高分子材料类被动实验样品模块的侧视结构示意图；

图11为图10的B-B剖视图；

图12为本发明热控涂层材料类被动实验样品模块的立体结构示意图；

图13为本发明热控涂层材料类被动实验样品模块的立体爆炸结构示意 图。

图14为本发明空间橡胶密封材料类被动实验样品模块结构示意图；

图15为本发明空间橡胶密封材料类被动实验样品模块爆炸结构示意图；

图16为本发明空间结构材料类被动实验样品模块俯视结构示意图；

图17为本发明空间结构材料类被动实验样品模块侧视结构示意图；

图18为本发明空间结构材料类被动实验样品模块立体结构示意图；

图19为本发明空间电缆材料类被动实验样品模块立体结构示意图；

图20为本发明空间拉伸材料类被动实验样品模块立体结构示意图；

图21为本发明空间拉伸材料类被动实验样品模块侧视结构示意图；

图22为本发明空间拉伸材料类被动实验样品模块内部结构原理图；

图23为本发明空间弯曲材料类被动实验样品模块立体结构示图。

图24为本发明空间材料主动拉伸实验样品模块的立体结构示意图一；

图25为本发明空间材料主动拉伸实验样品模块的立体结构示意图二；

图26为图25中A部的放大结构示意图；

图27为本发明材料拉伸装置的立体结构示意图；

图28为本发明空间材料主动弯曲实验样品模块的结构示意图；

图29为本发明空间材料主动弯曲实验样品模块立体爆炸结构示意图一；

图30为本发明空间材料主动弯曲实验样品模块的侧视结构示意图；

图31为图30中A-A剖视图；

图32为本发明空间材料主动弯曲实验样品模块立体爆炸结构示意图二；

图33为本发明空间材料主动弯曲实验样品模块立体爆炸结构示意图三；

图34为本发明空间材料主动弯曲实验样品模块主视结构示意图；

图35为图34中A-A剖视图；

图36为本发明空间材料主动拉伸以及主动弯曲实验样品模块的原理结 构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

100、支撑板一；101、螺纹孔；

200、O型橡胶密封圈；201、固定螺丝；202、聚酰亚胺样品材料；203、 板状结构材料；

204、柱状结构材料；205、U型锁紧件；

206、电缆材料；207、压紧条；208、紧固螺丝；209、压接槽；

210、拉伸材料；211、底座；212、连接板一；213、支撑杆；214、环 形槽；215、螺丝；216、压接条；

217、弯曲材料；218、压接座；219、连接螺丝。

300、上盖板；301、下盖板；302、暴露孔；303、压边；304、倒角；

305、O型圈；306、隔离圈；307、支撑板二；308、间隔板；309、弹 性支撑板；310、通孔；311、隔热保护板；312、检测孔；313、金属镍盘； 314、温度传感器；315、安装槽；

400、通用材料；401、功能类材料；402、高分子材料；403、热控涂层 材料。

500、安装机架一；501、安装板；502、主动拉伸材料；

600、材料拉伸装置；601、滑槽一；602、滑槽二；603、滑块一；604、 滑块二；605、加载弹簧一；606、加载弹簧二；607、滑轨一；608、滑轨二； 609、导杆一；610、导杆二；611、样品压块一；612、紧固螺钉；613、隔 板。

700、安装机架二；701、安装杆；702、支撑杆；703、支撑板三；704、 连接板二；705、限位块；706、蜗轮安装孔；707、弧形板；708、驱动孔； 709、定位杆；710、圆柱形孔；

800、涡卷弹簧；801、蜗轮；802、蜗杆；803、轴承；804、样品压块 二；805、主动弯曲材料；

900、试验箱；901、箱体；902、箱盖；903、安装托盘。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实施例只用于解释 本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1所示，本发明的一种空间材料实验样品模块化试验箱，试验箱900 包括箱体901、箱盖902、安装托盘903和若干样品模块，所述箱盖902铰 接在所述箱体901上，所述箱体901和所述箱盖902的内侧分别安装有所述 样品托盘903；所述样品模块包括安装支撑结构以及样品材料，所述安装支 撑结构可拆卸连接在所述安装托盘903上，具体可通过螺栓固定在安装托盘 903上；所述样品材料被限位支撑在所述安装支撑结构上，且其暴露面朝向 背离所述安装托盘903的一侧布置。

其中，如图1-图36所示，若干所述样品模块分别包括通用材料模块、 功能材料模块、高分子材料模块、热控涂层材料模块、橡胶材料模块、空间 结构材料模块、电缆材料模块、被动拉伸材料模块、被动弯曲材料模块、主 动拉伸材料模块、主动弯曲材料模块中的任意一种或几种。

具体图1中，试验箱900的箱盖902和箱体901内侧面上分别安装有样 品模块，样品模块可选用上述样品模块的一种或几种组合，每个试验箱900 内的样品模块可以刚好将箱盖902和箱体901内侧面的样品托盘903覆盖满， 或者根据需要设置实验需要的样品模块数量和类型。

上述样品模块的具体实施例如下所示：

实施例1

如图2-图4所示，本实施例主要涉及通用材料模块，样品材料为通用材 料，所述安装支撑结构包括上盖板300和下盖板301，所述上盖板300上开 设有若干暴露孔302，所述暴露孔302上端内环侧设有一圈压边303，所述 压边303上端靠近所述暴露孔302的位置设有一圈倒角304，具体设计倒角 45°；所述下盖板301可拆卸安装在所述上盖板300下端，所述下盖板301 与所述压边303之间形成用于安装材料的安装空间。

如图2-图4所示，本实施例的通用材料适配安装在所述安装空间内。本 实施例的样品模块可选用空间通用材料(如，航天器聚合物材料、金属材料、 无机非金属材料、复合材料等)的暴露实验。

实施例2

如图5-图8所示，本实施例的主要涉及功能材料模块，样品材料为功能 材料，所述安装支撑结构包括上盖板300和下盖板301，所述上盖板300上 开设有若干暴露孔302，所述暴露孔302上端内环侧设有一圈压边303，所 述压边303上端靠近所述暴露孔302的位置设有一圈倒角304，具体设计倒 角45°；所述下盖板301可拆卸安装在所述上盖板300下端，所述下盖板301 与所述压边303之间形成用于安装材料的安装空间。

如图5-图8所示，本实施例的安装支撑结构还包括O型圈305、隔离圈 306和支撑板二307，所述O型圈305位于所述压边303的下方，所述隔离 圈306位于所述O型圈305下方，所述隔离圈306外周侧壁与所述安装空间 内侧壁相适配，所述支撑板二307被压接在所述隔离圈306与所述下盖板301 之间；所述O型圈305下方、支撑板二307上方以及隔离圈306内形成所述 安装空间。功能类材料实验过程中往往要求对材料进行隔离保护，采用隔离 圈、O型圈等多层结构设计，可以对功能类材料进行有效隔离，不接触上下 盖板，满足功能类材料的在轨实验要求。

如图8所示，本实施例的一个具体方案为，所述O型圈305的内环侧超 出所述隔离圈306内环侧一部分。可以对隔离圈内的功能材料进行有效压接， 防止隔离圈内的功能材料移出。

如图5-图8所示，本实施例的功能类材料401适配安装在所述安装空间 内。

由于空间功能材料类暴露实验过程中需要对样品材料进行全局隔离保 护，利用O型圈和隔离圈实验样品材料与盖板之间的隔离防护，然后再与上 下盖板进行封装成组合体，可以满足在轨暴露实验测试和火箭发射上行阶段 的力学性能要求。

实施例3

如图9-图11所示，本实施例的主要涉及高分子材料模块，所述安装支 撑结构包括上盖板300和下盖板301，所述上盖板300上开设有若干暴露孔 302，所述暴露孔302上端内环侧设有一圈压边303，所述压边303上端靠近 所述暴露孔302的位置设有一圈倒角304，具体设计倒角45°；所述下盖板 301可拆卸安装在所述上盖板300下端，所述下盖板301与所述压边303之 间形成用于安装材料的安装空间。

如图9-图11所示，本实施例的安装支撑结构还包括间隔板308和弹性 支撑板309，所述弹性支撑板309位于所述下盖板301上方，所述间隔板308 位于所述弹性支撑板309上方；所述间隔板308与所述压边303之间形成用 于安装材料的安装空间。采用弹性支撑板，可以对材料进行有效支撑，能够 满足不同厚度的材料的实验要求；主要可针对空间高分子材料类实验。

其中，本实施例的一个优选方案为，如图11所示，所述弹性支撑板309 采用波浪形结构。采用波浪形结构对材料进行弹性支撑，利用波浪形结构的 容易伸展变形特性，可以根据材料厚度，快速调整支撑强度。

如图9-图11所示，本实施例的高分子材料402适配安装在所述安装空 间内。

高分子(聚合物)类材料样品在轨暴露实验对于材料厚度有一定要求， 一般在几十微米至几百微米之间，因此，本实施例设置间隔板和弹性支撑板 辅助与上盖板和下盖板固定装成组合体，利用波浪形结构的弹性支撑板，满 足不同厚度材料的安装需求，满足在轨暴露实验测试和火箭发射上行阶段的 力学性能要求。

实施例4

如图12和图13所示，本实施例主要涉及热控涂层材料模块，所述安装 支撑结构包括上盖板300和下盖板301，所述上盖板300上开设有若干暴露 孔302，所述暴露孔302上端内环侧设有一圈压边303，所述压边303上端 靠近所述暴露孔302的位置设有一圈倒角304，具体设计倒角45°；所述下 盖板301可拆卸安装在所述上盖板300下端，所述下盖板301与所述压边303 之间形成用于安装材料的安装空间。

如图13所示，本实施例的所述下盖板301上设有若干通孔310，若干所 述通孔310与若干所述暴露孔302一一对应布置，所述上盖板300与下盖板 301之间设有一层隔热保护板311，所述隔热保护板311中开设有检测孔312， 若干检测孔312与若干所述暴露孔302一一对应布置，所述隔热保护板311 上方设有对应所述暴露孔302的位置设有金属镍盘313，所述金属镍盘313 与所述压边303间隔布置形成所述安装空间；所述金属镍盘313上设有检测 装置，所述检测装置穿过所述通孔后位于所述下盖板301的检测孔312内。 镍盘能够将材料样品与检测装置很好的隔离开，并且隔热保护板的设置，可 以对检测装置起到隔热保护作用，利用检测装置可以实时检测材料样品的相 关参数变化，从而评估材料在轨性能变化。

其中，本实施例的一个优选方案为，所述隔热保护板311采用聚酰亚胺 材质制成。采用聚酰亚胺制成隔热保护板，能够对检测装置进行有效的隔热 保护。

其中，本实施例的一个可选方案为，所述检测装置为温度传感器314， 所述温度传感器314通过环氧树脂粘贴在所述金属镍盘313上。热控类材料 在轨实验需要安装温度传感器，随时监测材料温度变化，从而评估材料在轨 性能变化。采用环氧树脂粘接温度传感器和金属镍盘，连接热控材料样品， 同时温度传感器周围用聚酰亚胺隔热保护，整体封装成一个热控涂层实验模 块后，安装到材料样品托盘的上盖板和下盖板之间。

如图13所示，本实施例的所述检测孔312下端内侧边延伸形成有一圈 内环边。可防止检测孔312内的检测装置掉出。

如图12和图13所示，本实施例的热控涂层材料适配安装在所述安装空 间内。具体可将所述热控涂层材料403涂覆在金属镍盘313上。

热控涂层材料类在进行空间暴露实验需要安装温度传感器，实时监测涂 层材料的温度变化，从而评估材料在空间环境协同作用下的使役性能变化情 况。热控涂层材料样品通过航天器规定的涂覆工艺均匀的涂覆在金属镍盘至 上，涂层厚度取决于具体的暴露实验要求。金属镍盘与温度传感器通过环氧 树脂进行胶接连接，温度传感器测量数据信号，实时传输至存储器。整个测 试过程中，为了保证温度传感器测量的准确性和有效性，采用聚酰亚胺板对 温度传感器与周围结构进行隔离保护。涂覆热控涂层材料的金属镍盘、温度 传感器、聚酰亚胺隔离板与上盖板和下盖板封装成为组合体，之后组合体安 装于材料试验箱中的样品托盘上，满足在轨暴露实验和火箭发射上行阶段的 力学性能要求。

其中，上述实施例1-4中，参考图12和图13所示，所述下盖板301上 端内凹形成一安装槽315，所述上盖板300适配安装在所述安装槽315内。 使上盖板能够更好的快速安装在下盖板上，方便上盖板、下盖板以及其内材 料的快速装配。

另外，上述实施例1-4中，暴露孔302可选用圆孔、矩形孔等任意形状， 可实现圆形样品材料、矩形样品材料或其他形状样品材料的在轨暴露测试。 而且，所述上盖板300上可以只设置一个暴露孔302，也可以设置多个暴露 孔302，多个暴露孔302在上盖板300上的排布可以根据需要任意排布。

实施例4

本实施例的主要涉及橡胶材料模块以及空间结构材料模块，安装支撑结 构包括支撑板一100和压接装置，所述压接装置可拆卸连接在所述支撑板一 100上，并用于将样品材料压接在所述支撑板一100上。

如图14和图15所示，本实施例的所述压接装置包括固定螺丝201，所 述支撑板一100上形成有螺纹孔101或螺纹槽，所述固定螺丝201的一端具 有一圈环形的压接边，所述固定螺丝201的另一端螺纹连接在所述螺纹孔 101或螺纹槽内；所述固定螺丝201利用其压接边将样品材料压接在所述支 撑板一100上。利用固定螺丝的压接边，可直接将样品材料压接在支撑板一 上，方便装拆。

如图14和图15所示，本实施例的橡胶材料模块，包括样品材料和所述 安装支撑结构；所述样品材料为O型橡胶密封圈200，所述固定螺丝201穿 过所述O型橡胶密封圈200中间的通孔，并利用压接边将O型橡胶密封圈 200内环侧压接在所述支撑板一100上；所述支撑板一100上还固定有聚酰 亚胺样品材料202；聚酰亚胺标准样品材料202用于检测橡胶材料样品周围 的原子氧通量。

本实施例的空间结构材料模块，所述样品材料为板状结构材料203，具 体如图16-图18所示，所述固定螺丝201穿过所述板状结构材料203，并利 用压接边将板状结构材料203压接在所述支撑板一100上。

本实施例的样品模块，可针对橡胶类材料或一些规则的板状结构材料进 行模块化处理。

实施例5

本实施例主要涉及空间结构材料模块，安装支撑结构包括支撑板一100 和压接装置，所述压接装置可拆卸连接在所述支撑板一100上，并用于将样 品材料压接在所述支撑板一100上。

如图16-图18所示，本实施例的所述压接装置包括U型锁紧件205和 锁紧螺母，所述支撑板一100正面上形成有插接孔，所述U型锁紧件205 的两端分别插入所述插接孔内，所述U型锁紧件205的外周侧壁上设有外螺 纹，所述锁紧螺母从所述支撑板一100背面螺纹连接在所述U型锁紧件205 的两端；所述U型锁紧件205与所述支撑板一100之间形成用于压接样品材 料的空间。

如图16-图18所示，本实施例的空间结构材料模块，包括样品材料和所 述安装支撑结构，所述样品材料为柱状或块状结构材料，所述柱状或块状结 构材料穿过所述U型锁紧件205和支撑板一100之间的空间，通过拧紧所述 锁紧螺母，将所述柱状或块状结构材料锁紧在所述支撑板一100上。所述柱 状或块状结构材料中部外径小于两端外径，所述U型锁紧件205架设在所述 柱状或块状结构材料中部。图3-图5为柱状结构材料204的安装结构示图。 本实施例的样品模块，可针对柱状或块状结构材料进行模块化处理。

实施例6

本实施例主要涉及电缆材料模块，所述安装支撑结构包括支撑板一100 和压接装置，所述压接装置可拆卸连接在所述支撑板一100上，并用于将样 品材料压接在所述支撑板一100上。

如图19所示，本实施例的所述压接装置包括两个压紧条207和若干紧 固螺丝208，所述压紧条207通过所述紧固螺丝208固定在所述支撑板一100 上，两个所述压紧条207平行相对布置，两个所述压紧条207靠近所述支撑 板一100的一侧面上分别开设有若干压接槽209，两个所述压紧条207上的 压接槽209一一对应布置，样品材料两端分别置于对应布置的两个压接槽 209内，并被所述压紧条207压紧在所述支撑板一100上。可将线型的一些样品材料，压接在支撑板一上。

如图19所示，本实施例的电缆材料模块，包括样品材料和所述安装支 撑结构，所述样品材料为电缆材料206，所述电缆材料206两端分别置于对 应布置的两个压接槽209内，并被所述压紧条207压紧在所述支撑板一100 上。本实施例的样品模块，可针对电缆材料进行模块化处理。

实施例7

本实施例主要涉及被动拉伸材料模块，所述安装支撑结构包括支撑板一 100和压接装置，所述压接装置可拆卸连接在所述支撑板一100上，并用于 将样品材料压接在所述支撑板一100上。

如图20-图22所示，本实施例的所述压接装置包括夹具、压接条216和 螺丝215，所述夹具包括底座211、两个连接板一212和两根支撑杆213，所 述底座211两端分别设有两个平行布置的连接板一212，所述支撑杆213两 端分别连接在两个连接板一212上，两根所述支撑杆213平行布置且位于同 一水平高度，所述支撑杆213与所述底座211上表面之间预留有间隙，所述 支撑杆213上设有若干用于限制样品材料的环形槽214，两个支撑杆213上 的环形槽214一一对应布置；样品材料被支撑在两根支撑杆213对应的环形 槽214内并通过压接条216压紧在所述底座211一侧面上；所述螺丝215将 所述压接条216紧固在所述底座211上。

如图20-图22所示，本实施例的被动拉伸材料模块，包括样品材料和所 述安装支撑结构，所述样品材料为拉伸材料210，所述拉伸材料210起始端 位于所述底座211一侧面上，缠绕端依次绕过临近的支撑杆213上方、远离 的支撑杆213下方后，再从两根支撑杆213上方绕过并与所述起始端重叠， 所述拉伸材料320的起始端和缠绕端重叠后被所述压接条216压紧在所述底 座211一侧面上。本实施例的样品模块，可针对拉伸材料进行模块化处理。 图22中A为拉伸材料的暴露区域。

实施例8

本实施例主要涉及被动弯曲材料模块，所述安装支撑结构包括支撑板一 100和压接装置，所述压接装置可拆卸连接在所述支撑板一100上，并用于 将样品材料压接在所述支撑板一100上。

如图23所示，本实施例的所述压接装置包括压接座218和连接螺丝219， 所述压接座218上表面呈拱形结构，样品材料沿所述压接座218上表面的拱 形结构弯曲后，其两端被所述连接螺丝219固定在所述压接座218两侧面上。 可对弯曲材料217进行弯曲实验，可通过改变压接座上表面拱形结构的曲率， 实现加载不同程度的弯曲应力。

如图23所示，本实施例的被动弯曲材料模块，包括样品材料和所述安 装支撑结构，所述样品材料为弯曲材料217，所述弯曲材料217绕所述压接 座218上表面弯曲后，其两端被所述连接螺丝219固定在所述压接座218两 侧面上。本实施例的样品模块，可针对弯曲材料进行模块化处理。

实施例9

如图24-图27所示，本实施例主要涉及主动拉伸材料模块，包括安装机 架一500、若干材料拉伸装置600和主动拉伸材料502，所述主动拉伸材料 502安装在所述材料拉伸装置600上，若干所述材料拉伸装置600可拆卸安 装在所述安装机架一500上；所述主动拉伸材料502一侧面上涂覆有一层金 属导电层，位于所述主动拉伸材料502两端的所述金属导电层分别用于接入 电压采集电路；所述金属导电层为金属Ag层。

本实施例的样品模块，通过在主动拉伸材料上涂覆一层金属导电层，当 主动拉伸材料在轨暴露实验过程中，发生断裂时，金属导电层也会发生断裂， 会使主动拉伸材料两端的电压信号突然变为0，能够准确得到主动拉伸材料 在轨使用的时间参数。另外，将空间材料主动拉伸实验样品模块化处理，与 其他实验材料样品分开放置，互不影响，能够有效节省安装空间，而且方便 拆装。金属Ag层作为金属导电层，在不影响主动拉伸材料的力学性能的前 提下，能够达到良好的导电效果。

如图24-图27所示，本实施例的所述材料拉伸装置600上形成有滑槽， 所述滑槽内滑动连接有滑块，所述主动拉伸材料502一端固定在所述材料拉 伸装置600上，另一端固定在所述滑块上；所述材料拉伸装置600上设有为 所述主动拉伸材料502提供拉伸加载作用力的加载弹簧。所述加载弹簧为异 形膜片板拉簧。滑槽配合加载弹簧，加载弹簧通过滑槽内的滑块将加载作用 力传递到上层的主动拉伸材料，从而实现拉伸加载，可以根据不同实验要求， 改变加载弹簧系数，实现不同的加载力。

其中，如图26和图27所示，本实施例的一个优选方案为，所述材料拉 伸装置600上形成有两个同轴布置的滑槽一601和滑槽二602，所述滑槽一 601内滑动连接有滑块一603，所述滑槽二602内滑动连接有滑块二604，所 述滑块一603和滑块二604相邻布置，所述材料拉伸装置600对应滑槽一601 的位置设有加载弹簧一605，所述材料拉伸装置600对应滑槽二602的位置 设有加载弹簧二606；所述加载弹簧一605的一端固定在材料拉伸装置600上，另一端固定在所述滑块二604上，所述加载弹簧二606的一端固定在材 料拉伸装置600上，另一端固定在所述滑块一603上。

如图26和图27所示，本实施例的一个进一步方案为，所述滑槽一601 靠近所述滑槽二602的一段内侧壁上设有滑轨一607，所述滑块一603滑动 连接在所述滑轨一607上并在所述滑轨一607所在区域内滑动；所述滑槽二 602靠近所述滑槽一601的一段内侧壁上设有滑轨二608，所述滑块二604 滑动连接在所述滑轨二608上并在所述滑轨二608所在区域内滑动。

如图27所示，本实施例的所述材料拉伸装置600内设有将所述滑槽一 601和滑槽二602分隔开的隔板613，所述滑块一603和滑块二604分别位 于所述隔板613两侧且靠近所述隔板613设置。

如图26和图27所示，本实施例的所述滑槽一601内设有沿所述滑块一 603滑动方向布置的导杆一609，所述滑块一603穿设在所述导杆一609上 且与所述导杆一609滑动连接；所述滑槽二602内设有沿所述滑块二604滑 动方向布置的导杆二610，所述滑块二604穿设在所述导杆二610上且与所 述导杆二610滑动连接。导杆的设置，可为滑块滑动提供导向。

其中，所述导杆一609一端固定在所述滑槽一601内侧壁远离所述隔板 613的一端，所述导杆一609与所述隔板613间隔布置，所述导杆二610固 定在所述滑槽二602内侧壁远离所述隔板613的一端，所述导杆二610与所 述隔板613间隔布置。导杆一和导杆二同轴布置，当然，所述导杆与所述隔 板之间的间隔，不足以将滑槽内的滑块从对应的导杆上脱出。

本实施例的一个具体方案为，如图27所示，所述滑轨一607具体是在 所述滑槽一601靠近所述隔板613的位置上下各凹陷布置，使中部形成一个 长条形的凸起一，所述凸起一沿所述滑块一603的滑动方向延伸布置，所述 滑块一603两端分别设有与所述凸起一以及凸起一上下的凹陷对应的凹槽 一，所述凹槽一适配滑动连接在所述凸起一上；所述滑轨二608具体是在所 述滑槽二602靠近所述隔板613的位置上下各凹陷布置，使中部形成一个长 条形的凸起二，所述凸起二沿所述滑块二604的滑动方向延伸布置，所述滑 块二604两端分别设有与所述凸起二以及凸起二上下的凹陷对应的凹槽二， 所述凹槽二适配滑动连接在所述凸起二上。

其中，所述滑块一603在所述滑轨一607上且分别与所述滑轨一607前 后的隔板以及凹陷侧壁之间预留有用于滑块一603活动的空间，所述滑块二 604在所述滑轨二608上且分别与所述滑轨二608前后的隔板以及凹陷侧壁 之间预留有用于滑块二604活动的空间。

如图24-图27所示，本实施例的所述主动拉伸材料502通过压接装置压 接固定在所述材料拉伸装置600上；所述压接装置包括样品压块一611和紧 固螺钉612，所述样品压块一611压接在所述主动拉伸材料502的上表面， 所述紧固螺钉612依次穿过所述样品压块一611和主动拉伸材料502，并紧 固在所述安装机架一500上。利用样品压块一配合紧固螺钉将主动拉伸材料 紧固在安装机架一上，能够保证主动拉伸材料在拉伸实验过程中的稳定。

如图26和图27所示，本实施的一个优选方案为，所述滑槽上下贯通所 述材料拉伸装置600设置。将滑槽上下贯通材料拉伸装置设置，使所述滑槽 中的滑块分别从滑槽的上下方露出，可从滑槽上方安装主动拉伸材料，可从 滑槽下方安装加载弹簧，在滑槽上方安装主动拉伸材料，避免相互干扰。

如图24-图26所示，本实施例中，若干所述材料拉伸装置600分别为条 状结构，且相互平行布置。

如图24和图25所示，本实施例的一个优选方案为，所述安装机架一500 包括两个安装板501，两个所述安装板501平行布置，所述材料拉伸装置600 两端分别固定在两个所述安装板501上；若干所述材料拉伸装置600依次并 排布置。整个安装机架一采用可拆卸结构，可将每个材料拉伸装置上分别安 装上主动拉伸材料后，再组装到安装板上，当组装过程中主动拉伸材料出现 问题后，方便随时更换。

主动拉伸材料通过紧固螺丝和样品压块一固定在材料拉伸装置上部，使 材料样品暴露于空间环境中；通过安装在材料拉伸装置底部的异形膜片板拉 簧对样品材料进行拉伸力加载，通过调整异形膜片板拉簧的参数实现对主动 拉伸材料不同拉伸应力水平的加载。弹簧力通过材料拉伸装置滑槽的导杆和 滑块，传递到上层的主动拉伸材料，从而实现对材料拉伸应力加载。

如图36所示，本实施例的主动拉伸材料模块还包括电压采集电路，所 述电压采集电路用于采集所述金属导电层中电压信号，当所述主动拉伸材料 断裂时，所述金属导电层同步断裂，所述电压采集电路采集的电压信号为0。 本实施例的实验系统，能够实时监测主动拉伸材料的断裂时间。

本实施例中，所述电压采集电路包括电子采集板，所述电子采集板用于 当实验开始时，记录初始时间，当主动拉伸材料断裂时，记录断裂时间。利 用电子采集板，能够准确得到主动拉伸材料可在轨使用的时间参数。

本实施例将样品模块与电机采集系统集成设计，实时对主动拉伸材料在 轨暴露测试过程中的断裂时间进行记录以及数据存储和下行传输。主动拉伸 材料表面涂覆有金属导电层，涂覆的金属导电层不能影响材料本身的力学性 能。采用在主动拉伸材料上镀覆一层几个μm厚度金属Ag层(几个μm厚 度不足以影响主动拉伸材料的力学性能)，实现导电功能。利用电压采集电 路，连接主动拉伸材料，当主动拉伸材料在轨暴露实验过程中发生断裂时， 样品两端的电压信号即刻变为0，电压采集电路捕捉并记录这个时间点(t)， 从而准确记录材料在轨可靠服役的有效时间。

实施例10

如图28-图35所示，本实施例主要涉及主动弯曲材料模块，包括安装机 架二700、若干材料弯曲装置、若干预紧组件和主动弯曲材料805，若干所 述材料弯曲装置和若干所述预紧组件分别一一对应且可拆卸安装在所述安 装机架二700上；所述主动弯曲材料805覆设在所述材料弯曲装置上且其两 端分别固定在所述安装机架二700和所述预紧组件上；所述主动弯曲材料 805一侧面上涂覆有一层金属导电层，位于所述主动弯曲材料805两端的所 述金属导电层分别用于接入电压采集电路；所述金属导电层为金属Ag层。

本实施例的样品模块，通过在主动弯曲材料上涂覆一层金属导电层，当 主动弯曲材料在轨暴露实验过程中，发生断裂时，金属导电层也会发生断裂， 会使主动弯曲材料两端的电压信号突然变为0，能够准确得到主动弯曲材料 在轨使用的时间参数。另外，将空间材料主动弯曲实验样品模块化处理，与 其他实验材料样品分开放置，互不影响，能够有效节省安装空间，而且方便 拆装。

如图28-图35所示，本实施例的所述预紧组件包括涡卷弹簧800和驱动 装置，所述安装机架二700上设有安装杆701，所述涡卷弹簧800套设在所 述安装杆801上，所述驱动装置安装在所述安装机架二700上并与所述涡卷 弹簧800内环侧连接，所述涡卷弹簧800外环侧与所述主动弯曲材料805一 端固定连接，所述驱动装置通过驱动所述涡卷弹簧800内环侧转动，为所述 主动弯曲材料805提供预紧力。具体的，所述主动弯曲材料805一端是通过样品压块二804配合紧固螺钉固定在所述涡卷弹簧800外环侧，具体可参见 图8所示。利用驱动装置配合涡卷弹簧对主动弯曲材料提供预紧力，可以一 次实现材料在系列预紧力作用下的暴露测试。

本实施例的一个具体方案为，如图29所示，所述驱动装置包括蜗轮801 和蜗杆802，所述涡轮801套设在所述安装杆701上，所述蜗杆802竖直布 置在所述安装机架二700上内且与所述蜗轮801啮合。利用蜗轮蜗杆为主动 弯曲材料提供预紧力，便于操作以及预紧力的调整。

如图28-图35所示，本实施例的所述安装机架二700包括若干依次并排 平行布置的支撑板三703，所述安装杆701依次垂直穿设在若干所述支撑板 三703上；所述支撑板三703一侧壁上垂直连接有连接板二704，使相邻的 支撑板三703之间分隔出若干用于容纳所述涡卷弹簧800和主动弯曲材料 805的实验空间，所述主动弯曲材料805另一端固定在所述连接板二704上。 具体的，所述主动弯曲材料805另一端通过样品压块二804配合紧固螺钉固 定在所述连接板二704上。每个预紧组件和材料弯曲装置对应一个支撑板三， 每个主动弯曲材料独立进行安装和预紧，相互之间互不影响。

如图32和图33所示，本实施例的所述支撑板三703上开设有用于安装 所述蜗轮801的蜗轮安装孔706，所述支撑板三703另一侧壁上设有弧形板 707，所述弧形板707与所述支撑板三703之间合围成一个竖直布置的圆柱 形孔710，所述蜗杆802安装在所述圆柱形孔710内，所述弧形板707上开 设有将所述圆柱形孔710与所述涡轮安装孔706连通的驱动孔708，所述蜗 杆802通过所述驱动孔708驱动所述涡轮801转动。在支撑板三上设置弧形板，方便安装蜗杆，并将蜗杆和蜗轮都紧凑集成在支撑板三上，方便安装和 驱动。

如图32和图33所示，本实施例的一个优选方案为，所述支撑板三703 的一侧壁上还设有限位块705，所述限位块705位于所述实验空间内且位于 所述蜗轮安装孔706四周，所述限位块705在所述实验空间内围成一个与所 述蜗轮安装孔706对应的限位区域，所述涡卷弹簧800位于所述限位块705 围成的限位区域内。将涡卷弹簧安装在限位块围成的限位区域内，方便蜗轮 与涡卷弹簧的配合连接，以及便于利用蜗轮对涡卷弹簧实现预紧。

如图35所示，本实施例的所述材料弯曲装置包括轴承803，所述安装机 架二700上设有支撑杆702，所述轴承803套设在所述支撑杆702上，且与 所述预紧组件上下对应布置。轴承可以起到降低与主动弯曲材料接触的摩擦 力的作用。

其中，本实施例的一个可选方案为，如图28-图35所示，所述安装机架 二700还设有定位杆709，利用定位杆709将若干支撑板三703串联起来。

空间材料主动弯曲实验样品模块，利用蜗轮蜗杆提供预紧力，轴承起到 降低摩擦力的作用，本实施例将若干个材料弯曲装置以及若干个预紧组件都 安装在一个安装机架二上，可以同时对多个主动弯曲材料进行预紧力的测 试。而且针对每个主动弯曲材料都设置有蜗轮蜗杆机构，可以针对每个主动 弯曲材料都施加一系列的预紧力，从而可以一次实现主动弯曲材料在系列预 紧力作用下的暴露测试。

如图34-图36所示，本实施例的主动弯曲材料模块还包括电压采集电路， 所述电压采集电路用于采集所述金属导电层中电压信号，当所述主动弯曲材 料断裂时，所述金属导电层同步断裂，所述电压采集电路采集的电压信号为 0。本实施例的实验系统，能够实时监测主动弯曲材料的断裂时间。

本实施例中，所述电压采集电路包括电子采集板，所述电子采集板用于 当实验开始时，记录初始时间，当主动弯曲材料断裂时，记录断裂时间。利 用电子采集板，能够准确得到主动弯曲材料可在轨使用的时间参数。

本实施例将样品模块与电机采集系统集成设计，实时对主动弯曲材料在 轨暴露测试过程中的断裂时间进行记录以及数据存储和下行传输。主动拉伸 材料表面涂覆有金属导电层，涂覆的金属导电层不能影响材料本身的力学性 能。采用在主动拉伸材料上镀覆一层几个μm厚度金属Ag层(几个μm厚 度不足以影响主动拉伸材料的力学性能)，实现导电功能。利用电压采集电 路，连接主动拉伸材料，当主动拉伸材料在轨暴露实验过程中发生断裂时， 样品两端的电压信号即刻变为0，电压采集电路捕捉并记录这个时间点(t)， 从而准确记录材料在轨可靠服役的有效时间。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长 度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水 平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向” 等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于 描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定 的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示 相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、 “第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述 中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限 定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、 “固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接， 或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通 过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关 系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体 情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上” 或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介 间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一 特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第 二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在 第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、 “具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特 征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说 明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而 且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示 例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员 可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征 进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施 例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发 明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (27)

1.一种空间材料实验样品模块化试验箱，其特征在于，包括箱体、箱盖、安装托盘和若干样品模块，所述箱盖铰接在所述箱体上，所述箱体和所述箱盖的内侧分别安装有所述样品托盘；所述样品模块包括安装支撑结构以及样品材料，所述安装支撑结构可拆卸连接在所述安装托盘上，所述样品材料被限位支撑在所述安装支撑结构上，且其暴露面朝向背离所述安装托盘的一侧布置。

2.根据权利要求1所述一种空间材料实验样品模块化试验箱，其特征在于，若干所述样品模块分别包括通用材料模块、功能材料模块、高分子材料模块、热控涂层材料模块、橡胶材料模块、空间结构材料模块、电缆材料模块、被动拉伸材料模块、被动弯曲材料模块、主动拉伸材料模块、主动弯曲材料模块中的任意一种或几种。

3.根据权利要求1所述一种空间材料实验样品模块化试验箱，其特征在于，所述安装支撑结构包括上盖板和下盖板，所述上盖板上开设有若干暴露孔，所述暴露孔上端内环侧设有一圈压边，所述压边上端靠近所述暴露孔的位置设有一圈倒角；所述下盖板可拆卸安装在所述上盖板下端，所述下盖板与所述压边之间形成用于安装样品材料的安装空间；所述下盖板安装在所述托盘上，所述样品材料安装在所述安装空间内且其暴露面位于所述暴露孔内。

4.根据权利要求3所述一种空间材料实验样品模块化试验箱，其特征在于，所述安装支撑结构还包括O型圈、隔离圈和支撑板二，所述O型圈位于所述压边的下方，所述隔离圈位于所述O型圈下方，所述隔离圈外周侧壁与所述安装空间内侧壁相适配，所述支撑板二被压接在所述隔离圈与所述下盖板之间；所述O型圈下方、支撑板二上方以及隔离圈内形成所述安装空间。

5.根据权利要求3所述一种空间材料实验样品模块化试验箱，其特征在于，所述安装支撑结构还包括间隔板和弹性支撑板，所述弹性支撑板位于所述下盖板上方，所述间隔板位于所述弹性支撑板上方；所述间隔板与所述压边之间形成用于安装样品材料的安装空间；所述弹性支撑板采用波浪形结构。

6.根据权利要求3所述一种空间材料实验样品模块化试验箱，其特征在于，所述下盖板上设有若干通孔，若干所述通孔与若干所述暴露孔一一对应布置，所述上盖板与下盖板之间设有一层隔热保护板，所述隔热保护板中开设有检测孔，若干检测孔与若干所述暴露孔一一对应布置，所述隔热保护板上方设有对应所述暴露孔的位置设有金属镍盘，所述金属镍盘与所述压边间隔布置形成所述安装空间；所述金属镍盘上设有检测装置，所述检测装置穿过所述通孔后位于所述下盖板的检测孔内。

7.根据权利要求6所述一种空间材料实验样品模块化试验箱，其特征在于，所述隔热保护板采用聚酰亚胺材质制成；所述检测装置为温度传感器，所述温度传感器通过环氧树脂粘贴在所述金属镍盘上。

8.根据权利要求1所述一种空间材料实验样品模块化试验箱，其特征在于，所述安装支撑结构包括支撑板一和压接装置，所述压接装置可拆卸连接在所述支撑板一上，并用于将样品材料压接在所述支撑板一上；

所述压接装置包括固定螺丝，所述支撑板一上形成有螺纹孔或螺纹槽，所述固定螺丝的一端具有一圈环形的压接边，所述固定螺丝的另一端螺纹连接在所述螺纹孔或螺纹槽内；所述固定螺丝利用其压接边将样品材料压接在所述支撑板一上；

所述样品材料为O型橡胶密封圈，所述固定螺丝穿过所述O型橡胶密封圈中间的通孔，并利用压接边将O型橡胶密封圈内环侧压接在所述支撑板一上；所述支撑板一上还固定有聚酰亚胺样品材料；

或所述样品材料为板状结构材料，所述固定螺丝穿过所述板状结构材料，并利用压接边将板状结构材料压接在所述支撑板一上。

9.根据权利要求1所述一种空间材料实验样品模块化试验箱，其特征在于，所述安装支撑结构包括支撑板一和压接装置，所述压接装置可拆卸连接在所述支撑板一上，并用于将样品材料压接在所述支撑板一上；

所述压接装置包括U型锁紧件和锁紧螺丝，所述支撑板一正面上形成有插接孔，所述U型锁紧件的两端分别插入所述插接孔内，所述U型锁紧件的两端端面上分别开设有螺纹连接槽，所述锁紧螺丝从所述支撑板一背面插入所述插接孔内并螺纹连接在所述螺纹连接槽内；所述U型锁紧件与所述支撑板一之间形成用于压接样品材料的空间；

所述样品材料为柱状或块状结构材料，所述柱状或块状结构材料穿过所述U型锁紧件和支撑板一之间的空间，并被所述U型锁紧件锁紧在所述支撑板一上。

10.根据权利要求1所述一种空间材料实验样品模块化试验箱，其特征在于，所述安装支撑结构包括支撑板一和压接装置，所述压接装置可拆卸连接在所述支撑板一上，并用于将样品材料压接在所述支撑板一上；

所述压接装置包括两个压紧条和若干紧固螺丝，所述压紧条通过所述紧固螺丝固定在所述支撑板一上，两个所述压紧条平行相对布置，两个所述压紧条靠近所述支撑板一的一侧面上分别开设有若干压接槽，两个所述压紧条上的压接槽一一对应布置，样品材料两端分别置于对应布置的两个压接槽内，并被所述压紧条压紧在所述支撑板一上；

所述样品材料为电缆材料，所述电缆材料两端分别置于对应布置的两个压接槽内，并被所述压紧条压紧在所述支撑板一上。

11.根据权利要求1所述一种空间材料实验样品模块化试验箱，其特征在于，所述安装支撑结构包括支撑板一和压接装置，所述压接装置可拆卸连接在所述支撑板一上，并用于将样品材料压接在所述支撑板一上；

所述压接装置包括夹具、压接条和螺丝，所述夹具包括底座、两个连接板一和两根支撑杆，所述底座两端分别设有两个平行布置的连接板一，所述支撑杆两端分别连接在两个连接板一上，两根所述支撑杆平行布置且位于同一水平高度，所述支撑杆与所述底座上表面之间预留有间隙；样品材料被支撑在两根支撑杆上方并通过压接条压紧在所述底座一侧面上；所述螺丝将所述压接条紧固在所述底座上；

所述样品材料为拉伸材料，所述拉伸材料起始端位于所述底座一侧面上，缠绕端依次绕过临近的支撑杆上方、远离的支撑杆下方后，再从两根支撑杆上方绕过并与所述起始端重叠，所述拉伸材料的起始端和缠绕端重叠后被所述压接条压紧在所述底座一侧面上。

12.根据权利要求1所述一种空间材料实验样品模块化试验箱，其特征在于，所述安装支撑结构包括支撑板一和压接装置，所述压接装置可拆卸连接在所述支撑板一上，并用于将样品材料压接在所述支撑板一上；

所述压接装置包括压接座和连接螺丝，所述压接座上表面呈拱形结构，样品材料沿所述压接座上表面的拱形结构弯曲后，其两端被所述连接螺丝固定在所述压接座两侧面上；

所述样品材料为弯曲材料，所述弯曲材料绕所述压接座上表面弯曲后，其两端被所述连接螺丝固定在所述压接座两侧面上。

13.根据权利要求1所述一种空间材料实验样品模块化试验箱，其特征在于，所述安装支撑结构包括安装机架一和若干材料拉伸装置，所述样品材料为主动拉伸材料；所述主动拉伸材料安装在所述材料拉伸装置上，若干所述材料拉伸装置可拆卸安装在所述安装机架一上；所述主动拉伸材料一侧面上涂覆有一层金属导电层，位于所述主动拉伸材料两端的所述金属导电层分别用于接入电压采集电路；所述金属导电层为金属Ag层。

14.根据权利要求13所述一种空间材料实验样品模块化试验箱，其特征在于，所述材料拉伸装置上形成有滑槽，所述滑槽内滑动连接有滑块，所述主动拉伸材料一端固定在所述材料拉伸装置上，另一端固定在所述滑块上；所述材料拉伸装置上设有为所述主动拉伸材料提供拉伸加载作用力的加载弹簧。

15.根据权利要求14所述一种空间材料实验样品模块化试验箱，其特征在于，所述材料拉伸装置上形成有两个同轴布置的滑槽一和滑槽二，所述滑槽一内滑动连接有滑块一，所述滑槽二内滑动连接有滑块二，所述滑块一和滑块二相邻布置，所述材料拉伸装置对应滑槽一的位置设有加载弹簧一，所述材料拉伸装置对应滑槽二的位置设有加载弹簧二；所述加载弹簧一的一端固定在材料拉伸装置上，另一端固定在所述滑块二上，所述加载弹簧二的一端固定在材料拉伸装置上，另一端固定在所述滑块一上。

16.根据权利要求15所述一种空间材料实验样品模块化试验箱，其特征在于，所述滑槽一靠近所述滑槽二的一段内侧壁上设有滑轨一，所述滑块一滑动连接在所述滑轨一上并在所述滑轨一所在区域内滑动；所述滑槽二靠近所述滑槽一的一段内侧壁上设有滑轨二，所述滑块二滑动连接在所述滑轨二上并在所述滑轨二所在区域内滑动。

17.根据权利要求15所述一种空间材料实验样品模块化试验箱，其特征在于，所述材料拉伸装置内设有将所述滑槽一和滑槽二分隔开的隔板，所述滑块一和滑块二分别位于所述隔板两侧且靠近所述隔板设置。

18.根据权利要求15所述一种空间材料实验样品模块化试验箱，其特征在于，所述滑槽一内设有沿所述滑块一滑动方向布置的导杆一，所述滑块一穿设在所述导杆一上且与所述导杆一滑动连接；所述滑槽二内设有沿所述滑块二滑动方向布置的导杆二，所述滑块二穿设在所述导杆二上且与所述导杆二滑动连接。

19.根据权利要求13至18任一项所述一种空间材料实验样品模块化试验箱，其特征在于，所述主动拉伸材料通过压接装置压接固定在所述材料拉伸装置上；所述压接装置包括样品压块一和紧固螺钉，所述样品压块一压接在所述主动拉伸材料的上表面，所述紧固螺钉依次穿过所述样品压块一和主动拉伸材料，并紧固在所述安装机架一上。

20.根据权利要求1所述一种空间材料实验样品模块化试验箱，其特征在于，所述安装支撑结构包括安装机架二、若干材料弯曲装置以及若干预紧组件，所述样品材料为主动弯曲材料；若干所述材料弯曲装置和若干所述预紧组件分别一一对应且可拆卸安装在所述安装机架二上；所述主动弯曲材料覆设在所述材料弯曲装置上且其两端分别固定在所述安装机架二和所述预紧组件上；所述主动弯曲材料一侧面上涂覆有一层金属导电层，位于所述主动弯曲材料两端的所述金属导电层分别用于接入电压采集电路；所述金属导电层为金属Ag层。

21.根据权利要求20所述一种空间材料实验样品模块化试验箱，其特征在于，所述预紧组件包括涡卷弹簧和驱动装置，所述安装机架二上设有安装杆，所述涡卷弹簧套设在所述安装杆上，所述驱动装置安装在所述安装机架二上并与所述涡卷弹簧内环侧连接，所述涡卷弹簧外环侧与所述主动弯曲材料一端固定连接，所述驱动装置通过驱动所述涡卷弹簧内环侧转动，为所述主动弯曲材料提供预紧力。

22.根据权利要求21所述一种空间材料实验样品模块化试验箱，其特征在于，所述驱动装置包括蜗轮和蜗杆，所述涡轮套设在所述安装杆上，所述蜗杆竖直布置在所述安装机架二上内且与所述蜗轮啮合。

23.根据权利要求22所述一种空间材料实验样品模块化试验箱，其特征在于，所述安装机架二包括若干依次并排平行布置的支撑板三，所述安装杆依次垂直穿设在若干所述支撑板三上；所述支撑板三一侧壁上垂直连接有连接板二，使相邻的支撑板三之间分隔出若干用于容纳所述涡卷弹簧和主动弯曲材料的实验空间，所述主动弯曲材料另一端固定在所述连接板二上。

24.根据权利要求23所述一种空间材料实验样品模块化试验箱，其特征在于，所述支撑板三上开设有用于安装所述蜗轮的蜗轮安装孔，所述支撑板三另一侧壁上设有弧形板，所述弧形板与所述支撑板三之间合围成一个竖直布置的圆柱形孔，所述蜗杆安装在所述圆柱形孔内，所述弧形板上开设有将所述圆柱形孔与所述涡轮安装孔连通的驱动孔，所述蜗杆通过所述驱动孔驱动所述涡轮转动。

25.根据权利要求24所述一种空间材料实验样品模块化试验箱，其特征在于，所述支撑板三的一侧壁上还设有限位块，所述限位块位于所述实验空间内且位于所述蜗轮安装孔四周，所述限位块在所述实验空间内围成一个与所述蜗轮安装孔对应的限位区域，所述涡卷弹簧位于所述限位块围成的限位区域内。

26.根据权利要求20至25任一项所述一种空间材料实验样品模块化试验箱，其特征在于，所述材料弯曲装置包括轴承，所述安装机架二上设有支撑杆，所述轴承套设在所述支撑杆上，且与所述预紧组件上下对应布置。

27.根据权利要求13至18、20至25任一项所述一种空间材料实验样品模块化试验箱，其特征在于，还包括电压采集电路，所述电压采集电路用于采集所述金属导电层中电压信号，当所述样品材料断裂时，所述金属导电层同步断裂，所述电压采集电路采集的电压信号为0；所述电压采集电路包括电子采集板，所述电子采集板用于当实验开始时，记录初始时间，当样品材料断裂时，记录断裂时间。

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