太陽電池陣驅(qū)動(dòng)電機(jī)橡膠密封件失效機(jī)理及試驗(yàn)研究.pdf

1、步進(jìn)電機(jī)作為太陽電池陣的驅(qū)動(dòng)控制元件，是驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的動(dòng)力來源，是驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)完成驅(qū)動(dòng)功能的關(guān)鍵部件之一。電機(jī)橡膠密封件一旦出現(xiàn)密封失效，將導(dǎo)致電機(jī)及整個(gè)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)發(fā)生故障，造成巨大經(jīng)濟(jì)損失和難以想象的嚴(yán)重后果。因此，對(duì)電機(jī)密封失效研究成為亟待解決的問題。本文通過對(duì)橡膠材料的熱循環(huán)有限元仿真及對(duì)其在真空熱循環(huán)、輻照條件下的失效進(jìn)行了試驗(yàn)研究。
　　對(duì)橡膠材料的非線性及超彈性進(jìn)行了理論研究，推導(dǎo)出單軸拉伸條件下五常數(shù) Mooney-Riv

2、ilin模型的拉伸應(yīng)力與伸長(zhǎng)率的非線性力學(xué)關(guān)系。通過橡膠的恒溫老化模型推導(dǎo)出了熱循環(huán)條件下的老化變化關(guān)系，并提出了統(tǒng)計(jì)分析下熱循環(huán)老化變化的壽命計(jì)算方法。
　　基于ANSYS有限元軟件，建立了與試驗(yàn)相結(jié)合的橡膠三維有限元分析模型，并對(duì)模型進(jìn)行了熱循環(huán)載荷的應(yīng)力分析，得到兩種型號(hào)橡膠的溫度傳導(dǎo)、熱通量、定向熱流密度、應(yīng)力、應(yīng)變及位移的變化云圖，這對(duì)分析橡膠材料隨熱循環(huán)的性能變化具有一定的參考意義。
　　由于橡膠材料在空間環(huán)境中

3、受熱循環(huán)及輻照的影響最為顯著，因此，為了分析橡膠材料的性能隨這兩種環(huán)境條件的變化關(guān)系，設(shè)計(jì)了橡膠密封材料的真空熱循環(huán)、真空輻照試驗(yàn)，并對(duì)處理后的試件性能采用拉伸力學(xué)性能測(cè)試與掃描電鏡分析相結(jié)合的手段進(jìn)行了研究，這種研究方法對(duì)在地面進(jìn)行空間環(huán)境的模擬具有較高的借鑒價(jià)值。
　　通過橡膠真空熱循環(huán)及真空輻照的老化失效試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析表明：橡膠密封材料的拉斷永久變形、拉斷伸長(zhǎng)率、拉伸強(qiáng)度隨熱循環(huán)載荷次數(shù)、輻照劑量的增加呈現(xiàn)遞減的趨勢(shì)，定伸應(yīng)力