[发明专利]一种磁拟月球表面重力场真空环境试验装置和试验方法

权利要求书

1.一种采用电磁场模拟月球表面重力场真空环境试验装置，其特征在于：包括真空饱和桶(1)、不锈钢盖板(3)、真空泵(4)和光滑的加载圆杆(10)，真空饱和桶(1)为透明有机玻璃材质的、有底无盖的空心圆柱体结构，不锈钢盖板(3)盖在真空饱和桶(1)上，并通过环形硅胶密封圈(2)实现密封；

在不锈钢盖板(3)上设置有排气孔、进气孔、仪器安装孔和加载孔，在排气孔内设置有内外丝球阀(6)，在进气孔内设置有进气孔球阀(13)，在仪器安装孔内设置耐震真空表(8)，真空泵(4)的高压气管(5)通过气动快速接头(7)与排气孔连通，通过真空泵(4)对真空饱和桶(1)进行抽真空，通过内外丝球阀(6)的闭合开关调节抽真空速率，通过进气孔球阀(13)平衡抽真空和试验过程中真空饱和桶(1)内外的气压，通过耐震真空表(8)对真空饱和桶(1)内真空度进行检测；加载圆杆(10)贯穿加载孔，在加载圆杆(10)的下端设置有法兰加载端头(11)，加载孔内设置有密封结构，在保证加载圆杆(10)能够相对自由移动的同时保证真空饱和桶(1)的密封性；

在真空饱和桶(1)的底面设置有预留进气孔，在预留进气孔内设置有预留通气球阀(15)，通过预留通气球阀(15)在紧急情况下调节真空饱和桶(1)内外的气压；

所述真空饱和桶(1)内放置有通气底座(14)，通气底座(14)的直径小于真空饱和桶(1)的内径，待检测样品(16)放置在通气底座(14)上方，位于法兰加载端头(11)正下方。

2.根据权利要求1所述的采用电磁场模拟月球表面重力场真空环境试验装置，其特征在于：所述不锈钢盖板(3)采用井字梁结构。

3.根据权利要求1所述的采用电磁场模拟月球表面重力场真空环境试验装置，其特征在于：所述排气孔位于真空饱和桶(1)的一端设置有过滤装置。

4.根据权利要求1所述的采用电磁场模拟月球表面重力场真空环境试验装置，其特征在于：所述密封结构包括上固定锁帽(19)、上密封圈(17)、下密封圈(18)和下固定锁帽(20)，加载孔中间凸起；上密封圈(17)放置在中间凸起的上侧，上固定锁帽(19)与加载孔上端螺纹连接，通过上密封圈(17)实现密封；下密封圈(18)放置在中间凸起的下侧，下固定锁帽(20)与加载孔下端螺纹连接，通过下密封圈(18)实现密封。

5.一种基于权利要求1所述的采用电磁场模拟月球表面重力场真空环境试验装置的试验方法，其特征在于：包括如下步骤：

(a)检查装置：检查装置的真空饱和桶(1)、不锈钢盖板(3)和真空泵(4)是否齐全，环形硅胶密封圈(2)是否平整，耐震真空表是否标零，气动快速接头(7)是否有松动；

(b)样品装填：计算并称量待检测样品(16)，根据试验要求装填待检测样品(16)并将其固定在真空饱和桶(1)底部的通气底座(14)中心位置上，使加载圆杆(10)和法兰加载端头(11)正对待检测样品(16)；调节加载圆杆(10)位置，并在其外壁上均匀涂抹一层凡士林；

(c)仪器设置：待检测样品(16)固定完成后，先在环形硅胶密封圈(2)上均匀涂抹一层凡士林，再固定不锈钢盖板(3)，然后打开内外丝球阀(6)，同时关闭进气孔球阀(13)和预留通气球阀(15)；启动真空泵(4)开始抽真空，当耐震真空表(8)的指针开始匀速偏转时停止真空泵(4)，等待3～5min，期间观察耐震真空表(8)是否发生偏转：若发生偏转，则表明存在气密性缺陷，进行气密性检查；若不发生偏转，则表明气密性良好，再次启动真空泵(4)继续抽真空，直至达到试验设计的真空度；

(d)试验记录：将真空饱和桶(1)放置于试验区域中产生磁拟重力场的线圈内，启动磁拟重力场试验系统形成需求的重力环境，待磁场稳定后，启动加载装置，让法兰加载端头(11)对待检测样品(16)进行力作用，记录试验过程中的轴向载荷值，同时观察耐震真空表(8)，确保真空度的恒定；

(e)试验结束：当待检测样品(16)在加载过程中的轴向载荷值或变形量达到试验要的结束指标后，停止加载装置，同时关闭磁拟重力场试验系统，缓慢打开进气孔球阀(13)，使真空饱和桶(1)重新恢复到自然的气压水平，取出通气底座(14)及待检测样品(16)，完成试验。