[發明專利]一種用于空間相機結構穩定化的方法

有效

• 申請號: 201710633672.X
• 申請日: 2017-07-28
• 公開（公告）號: CN107686883B
• 公開（公告）日: 2019-03-26
• 發明（設計）人: 羅世魁;曹東晶;李明;蘭麗艷;任海培;高超;陳芳;唐璐;羅廷云;史姣紅;孫海洋;張寧;宗肖穎;杜建祥;張建國;王聰;潘寧賢;岳聰;張志飛
• 申請（專利權）人: 北京空間機電研究所
• 主分類號: C21D10/00
• 分類號: C21D10/00;C21D1/00
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 張麗娜

本發明涉及一種用于空間相機結構穩定化的方法，該方法將相機結構組件與穩定化試驗工裝連接，安裝基準量塊，進行三坐標測量，記錄基準量塊位置；然后進行小量級消應力試驗，試驗后通過三坐標測量基準量塊位置變化判定組件敏感部位位置變化。若變化量超出要求值，則再次進行小量級消應力試驗，若變化量小于要求值，則繼續進行穩定性試驗。試驗后判定位置變化量，若變化量超出要求值，則重復上述操作直至變化量小于要求值，結構達到穩定；若變化量小于要求值，則繼續進行熱循環試驗。試驗后判定位置變化量，若變化量超出要求值，則再次進行熱循環試驗，直至變化量小于要求值，結構達到穩定；若變化量小于要求值，則試驗結束，組件結構達到穩定。

技術領域

本發明涉及一種用于空間相機結構穩定化的方法，特別是一種用于航天遙感器對尺寸或位置精度要求較高的組件結構達到穩定的方法，屬于空間相機結構裝調技術領域。

背景技術

空間相機結構在加工裝調過程中，結構內部可能會產生如下應力：金屬材料在鑄造、焊接和切削加工過程中，零件內部會產生殘余應力；各零件加工過程中形成尺寸公差、形狀位置公差會產生裝配應力；柔性結構變形會在組件內部產生殘余應力；碳纖維復合材料經過膠接組裝后，內部產生殘余應力等。組件內部的應力可導致相機結構的尺寸穩定性和機械性能下降。

振動時效、熱時效及自然時效都可以降低結構的殘余應力，但自然時效所需時間較長、效率低，因此在零件加工中多數采用振動時效和熱時效來降低加工應力。在由趙長喜于2008年第3期《航天制造技術》上發表的“振動消除應力技術應用研究”一文中描述：振動就是對金屬構件施加周期性的作用力。在振動過程中，施加到金屬構件各部分的作用力與內部殘余應力疊加，當疊加幅值大于金屬構件的屈服極限時，這些點晶格滑移，產生微小的塑性變形，達到釋放殘余應力的目的。熱時效是通過把工件加熱到相變溫度以下來加速應力釋放，其周期較自然時效大為縮短，應用廣泛。

一般的振動時效和熱時效通常運用在零件加工中，可消除較大的加工應力，但對于裝配完成的相機結構組件，尤其是含有光學件等敏感零件的組件，一般的振動時效和熱時效方法無法實施。且對于空間相機來說，為保證成像質量，需要將某些光學組件的穩定性控制在μm級，一般去應力方法無法實現。因此需針對組件特性，對消應力振動條件及熱真空條件進行嚴格控制。

發明內容

本發明的技術解決問題是：克服現有技術的不足，提供了一種用于空間相機結構穩定化的方法，該方法通過力學、熱循環試驗促使高精度組件結構迅速達到穩定。

本發明的技術解決方案是：

一種用于空間相機結構穩定化的方法，步驟如下：

(1)將空間相機中待穩定化的結構組件固定安裝到工裝的表面；

(2)在結構組件的待測試部位和工裝上均固定安裝基準量塊，得到組合體；

(3)對步驟(2)得到的組合體進行三坐標測量，記錄基準量塊的位置值W1；

(4)將步驟(3)得到的組合體在振動臺上進行X、Y、Z三個方向的小量級消應力振動試驗；

(5)對步驟(4)得到的組合體進行三坐標測量，記錄基準量塊的位置值W2，并與步驟(3)得到的位置值W1進行比較，得到位置變化量δ1，若位置變化量δ1大于要求值則重復步驟(4)再次進行X、Y、Z三個方向的小量級消應力振動試驗，若位置變化量δ1小于等于要求值則進行步驟(6)；

(6)對步驟(5)得到的組合體在振動臺上進行X、Y、Z三個方向的穩定性振動試驗；

(7)對步驟(6)得到的組合體進行三坐標測量，記錄基準量塊的位置值W3，并與步驟(5)得到的位置值W2進行比較，得到位置變化量δ2，若位置變化量δ2大于要求值則重復步驟(4-6)，若位置變化量δ2小于等于要求值則進行步驟(8)；

(8)對步驟(7)得到的組合體進行熱循環試驗；