太陽輻射試驗(yàn)主要用于評(píng)價(jià)壽命期炎熱季節(jié)直接暴露于太陽輻射環(huán)境中的裝備耐受太陽輻射產(chǎn)生的熱效應(yīng)或光化學(xué)效應(yīng)的能力。太陽輻射產(chǎn)生的熱效應(yīng)與高溫產(chǎn)生的熱效應(yīng)不同,,其具有方向性,,并產(chǎn)生熱梯度。太陽輻照度的變化會(huì)導(dǎo)致不同材料和部件以不同速率膨脹或收縮,,從而產(chǎn)生嚴(yán)酷的應(yīng)力并破壞結(jié)構(gòu)的完整性,。除產(chǎn)生熱效應(yīng)外,太陽輻射(尤其是其中的紫外線)還會(huì)產(chǎn)生光化學(xué)效應(yīng),。由于光化學(xué)反應(yīng)的速率一般隨溫度升高而加快,,因此應(yīng)使用全光譜充分模擬太陽輻射的光化學(xué)效應(yīng)。太陽輻射試驗(yàn)在試驗(yàn)順序中一般不作限制,,但高溫或光化學(xué)效應(yīng)可能影響材料的強(qiáng)度或尺寸,,以致影響后續(xù)試驗(yàn)(如振動(dòng)試驗(yàn))的結(jié)果,,對(duì)此應(yīng)予以考慮。
太陽輻射試驗(yàn)包括兩個(gè)程序:循環(huán)和穩(wěn)態(tài),。試驗(yàn)箱可以按照福照度強(qiáng)度和波長范圍合理采用紫外老化試驗(yàn)箱或氙燈老化試驗(yàn)箱進(jìn)行環(huán)境模擬,。
一、循環(huán)程序
循環(huán)程序?qū)⒃嚇颖┞队谀M的太陽輻射環(huán)境中,,著重于太陽輻射產(chǎn)生的熱效應(yīng),。具體試驗(yàn)步驟如下:
1、在沒輻照的情況下將氙燈老化試驗(yàn)箱空氣溫度調(diào)節(jié)到溫度循環(huán)的zui小值,。
2,、按圖4-4所示或技術(shù)文件的規(guī)定控制試驗(yàn)箱的輻照度和干球溫度,在整個(gè)試驗(yàn)期間測(cè)量并記錄試樣溫度,。當(dāng)試驗(yàn)裝置不能按圖4-4所示的連續(xù)曲線進(jìn)行控制時(shí),,只要每次循環(huán)的總能量和光譜能量的分布符合表4-6的規(guī)定,則可以在每次循環(huán)的上升和下降段分別采用至少四個(gè)量值(八個(gè)量值更好)來分段增加和降低太陽福照度,,使其近似于圖4-4的連續(xù)曲線,,從以下循環(huán)次數(shù)中選取較多次數(shù)的循環(huán)來做試驗(yàn)。
表4-6 光譜能分布和允差
特性 | 光譜范圍 | |||
紫外線 |
| 可見光 | 紅外線 | |
波長范圍/μm | 0.28~0.32 | 0.32~0.40 | 0.40~0.78 | 0.78~3.00 |
福照度/(W/m2) | 5 | 63 | 560 | 492 |
福照度允差/% | ±35 | ±25 | ±10 | ±20 |
注:到達(dá)地球表面波長小于0.3μm的輻射量很小,,但對(duì)于材料的劣化效應(yīng)可能很顯著,。如果裝備在自然環(huán)境中不會(huì)受到波長小于0.3μm的短波輻射而在試驗(yàn)中受到這種輻射時(shí),則其材料可能產(chǎn)生不必要的劣化,;與此相反,,如果裝備在自然環(huán)境中會(huì)受到波長小于0.3μm的短波輻射而在試驗(yàn)中沒有受到這種輻射時(shí),則會(huì)導(dǎo)致本來不合格的材料可能通過試驗(yàn),。這*取決于材料的特性及其使用的自然條件,。 |
①試樣的zui關(guān)鍵部位在某循環(huán)期間達(dá)到的響應(yīng)溫度峰值與前一次峰值之差在
②三次連續(xù)循環(huán),。
③技術(shù)文件規(guī)定的循環(huán)次數(shù)(不超過七次),。
3、試樣在試驗(yàn)期間是否工作由技術(shù)文件規(guī)定,。若要求試樣工作,,則在循環(huán)溫度達(dá)到峰值時(shí)試樣處于工作狀態(tài)。對(duì)于一次性使用的試樣(如火箭),,則在試樣的關(guān)鍵部位裝上溫度傳感器以確定溫度峰值出現(xiàn)的時(shí)間和量值,,在循環(huán)溫度達(dá)到峰值時(shí)使試樣工作。按技術(shù)文件對(duì)試樣進(jìn)行工作檢測(cè),,并記錄結(jié)果,。
4、將氙燈老化試驗(yàn)箱空氣溫度調(diào)節(jié)到標(biāo)準(zhǔn)大氣條件并保持,直到試樣的溫度得到穩(wěn)定為止,。
5,、對(duì)試樣進(jìn)行全面的外觀檢查,并記錄結(jié)果,。為便于試驗(yàn)前后對(duì)檢查結(jié)果進(jìn)行比較,,必要時(shí)可對(duì)試樣拍照并提取試樣的材料樣本。
6,、按技術(shù)文件對(duì)試樣進(jìn)行工作檢測(cè),,并記錄結(jié)果。
7,、將試驗(yàn)前后的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,。
二、穩(wěn)態(tài)程序
循環(huán)程序?qū)⒃嚇颖┞队谀M的太陽輻射環(huán)境中,,著重于加速太陽輻射產(chǎn)生的光化學(xué)效應(yīng),。具體試驗(yàn)步驟如下:
1、將氙燈老化試驗(yàn)箱空氣溫度凋節(jié)到技術(shù)文件規(guī)定的溫度,。
2,、將輻射燈的輻照度調(diào)節(jié)到1120W/m2±47W/m2或裝備規(guī)范規(guī)定的量值。
3,、保持這些條件達(dá)20h,測(cè)量并記錄試樣溫度,。
4,、關(guān)閉輻射燈4h。若需要,,則在每次循環(huán)的無輻射期間當(dāng)試樣溫度zui高時(shí)進(jìn)行工作檢測(cè),。
5、按技術(shù)文件規(guī)定的循環(huán)次數(shù)重復(fù)步驟(1)~步驟(4),。
6,、在zui后一次輻射循環(huán)結(jié)束時(shí),將試樣恢復(fù)到標(biāo)準(zhǔn)大氣條件,。
7,、對(duì)試樣進(jìn)行全面的外觀檢查,并記錄結(jié)果,。為便于試驗(yàn)前后對(duì)檢查結(jié)果進(jìn)行比較,,必要時(shí)可對(duì)試樣拍照并提取試樣的材料樣本。
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