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裝備環(huán)境工程之太陽輻射試驗的試驗順序
太陽輻射試驗主要用于評價壽命期炎熱季節(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導致不同材料和部件以不同速率膨脹或收縮，從而產(chǎn)生嚴酷的應(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）還會產(chǎn)生光化學效應(yīng)。由于光化學反應(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效應(yīng)。太陽輻射試驗在試驗順序中一般不作限制，但高溫或光化學效應(yīng)可能影響材料的強度或尺寸，以致影響后續(xù)試驗（如振動試驗）的結(jié)果，對此應(yīng)予以考慮。
太陽輻射試驗包括兩個程序：循環(huán)和穩(wěn)態(tài)。試驗箱可以按照福照度強度和波長范圍合理采用紫外老化試驗箱或氙燈老化試驗箱進行環(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)。具體試驗步驟如下：
1、在沒輻照的情況下將氙燈老化試驗箱空氣溫度調(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)定控制試驗箱的輻照度和干球溫度，在整個試驗期間測量并記錄試樣溫度。當試驗裝置不能按圖4-4所示的連續(xù)曲線進行控制時，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量值（八個量值更好）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。
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：到達地球表面波長小于0.3μm的輻射量很小，但對于材料的劣化效應(yīng)可能很顯著。如果裝備在自然環(huán)境中不會受到波長小于0.3μm的短波輻射而在試驗中受到這種輻射時，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)境中會受到波長小于0.3μm的短波輻射而在試驗中沒有受到這種輻射時，則會導致本來不合格的材料可能通過試驗。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)溫度達到峰值時試樣處于工作狀態(tài)。對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)的時間和量值，在循環(huán)溫度達到峰值時使試樣工作。按技術(shù)文件對試樣進行工作檢測，并記錄結(jié)果。
4、將氙燈老化試驗箱空氣溫度調(diào)節(jié)到標準大氣條件并保持，直到試樣的溫度得到穩(wěn)定為止。
5、對試樣進行全面的外觀檢查，并記錄結(jié)果。為便于試驗前后對檢查結(jié)果進行比較，必要時可對試樣拍照并提取試樣的材料樣本。
6、按技術(shù)文件對試樣進行工作檢測，并記錄結(jié)果。
7、將試驗前后的數(shù)據(jù)進行比較。
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)生的光化學效應(yīng)。具體試驗步驟如下：
1、將氙燈老化試驗箱空氣溫度凋節(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20h，測量并記錄試樣溫度。
4、關(guān)閉輻射燈4h。若需要，則在每次循環(huán)的無輻射期間當試樣溫度zui高時進行工作檢測。
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，將試樣恢復(fù)到標準大氣條件。
7、對試樣進行全面的外觀檢查，并記錄結(jié)果。為便于試驗前后對檢查結(jié)果進行比較，必要時可對試樣拍照并提取試樣的材料樣本。