一种适用于空间大型薄膜结构边缘处理方法与流程

本发明属于航天领域，尤其是涉及一种适用于空间大型薄膜结构边缘处理方法。

背景技术：

1、随着空间遥感、通信的高分辨率和高精度的需求，对航天器提出的大型化和轻量化需求，越来越多的大型薄膜可展开结构得以应用，如薄膜遮光罩、薄膜天线、薄膜太阳电池阵等。而薄膜材料在制作过程中易受损，特别在与刚性机构连接的边缘部位在受力情况下产生损伤，给其制造带来较大难度；

2、受限于太空的使用条件，薄膜结构需要满足超过260mpa的抗拉强度；并且在空间应用中，空间环境高低温差在100℃以上；材料在这个温差下收缩量每米达到了2-4mm，给制造和应用带来了较大难度，因此对薄膜结构的边缘处理方法有着迫切需求。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明旨在提出一种适用于空间大型薄膜结构边缘处理方法，以通过过渡层铺设增加柔性材料和刚性材料的适应能力，消除薄膜边缘裁剪过程造成的大型薄膜结构裂纹产生、提高边缘强度、保证整体型面受力均匀。

2、为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

3、一种适用于空间大型薄膜结构边缘处理方法，包括以下步骤：

4、s1、裁剪薄膜；将大型薄膜根据设计构型进行绘制和裁剪，过弯处采用圆角过渡处理；

5、s2、铺设过渡层；根据边缘区域形状，在薄膜边缘处铺设过渡层，铺设过程在大理石台面进行即可；所述过渡层为双面胶膜；过渡层与薄膜边缘处缝合连接；

6、过渡层以胶类和薄膜的非金属材料进行连接，过渡区尺寸根据构型和材料特点10mm-500mm宽度不等，如当对聚酰亚胺单层薄膜进行绘制时，在边缘处铺设宽度25mm过渡层；

7、多层柔性材料边缘区域过弯处为应力集中处，沿过弯处边缘采用垂直方向上双层线带胶人工缝合，采用直线走线平缝，所用材料均需与聚酰亚胺有较好的热膨胀匹配性，相差不大于±25％的热膨胀系数；单层薄膜由于缺少承力层，一般缝合方式不适用，只采用胶合方式。

8、s3、设置刚性层；根据边缘区域接口位置，沿轮廓布置刚性层；

9、利用刚性层以不小于10mm宽度沿轮廓布置，该宽度的刚性层可较好保证结构刚度和接口精度。为了即保持薄膜结构的柔性和接口的刚性，刚性层采用韧性好的铝、铜等合金，厚度一般不大于2mm；

10、s4、粘接刚性层；将一个刚性层与薄膜上表面的过渡层进行粘接，将一个刚性层与薄膜下表面的过渡层粘接；

11、s5、冲孔铆接；通过冲孔铆接的方式将刚性层、过渡层和薄膜三者之间进行固定成型。

12、进一步的，s1中圆角过渡处理，圆角的直径不小于1mm，以减少应力集中造成薄膜撕裂，过渡圆角在裁剪过弯区时使用锋利裁剪工具剪出即可。

13、进一步的，过渡层的宽度尺寸范围在10mm-500mm。

14、进一步的，刚性层沿轮廓间隔设置，两两刚性层之间的间隔距离为10mm-100mm。

15、相对于现有技术，本发明所述的一种适用于空间大型薄膜结构边缘处理方法具有以下优势：

16、(1)本发明所述的一种适用于空间大型薄膜结构边缘处理方法，通过过渡层铺设增加柔性材料和刚性材料的适应能力、刚性层用于保证薄膜结构刚性与接口尺寸精度，寻求一种薄膜结构边缘处理方法，可消除薄膜边缘裁剪过程造成的大型薄膜结构裂纹产生、提高边缘强度、保证整体型面受力均匀。

17、(2)本发明所述的一种适用于空间大型薄膜结构边缘处理方法，将大型薄膜过弯处采用不小于直径1mm圆角过渡处理，可有效减少裂纹源的产生，避免制作过程薄膜材料撕裂损伤。

18、(3)本发明所述的一种适用于空间大型薄膜结构边缘处理方法，在边缘处铺设过渡层，增加柔性材料本身的强度和抗撕裂损伤能力，并通过过渡区适当的宽度设计，将薄膜结构受力进行均匀化，较少屈曲的形成；过渡层通过胶类和适当厚度的非金属材料铺设，可在制作过程中与刚性层有较好的摩擦力、便于铺设定位并与刚性材料有很好的适应能力；受力较大的局部应力集中路径上采用垂直方向上双层线带胶缝合，整体处理后可耐100n力。

19、(4)本发明所述的一种适用于空间大型薄膜结构边缘处理方法，刚性层采用韧性好的铝合金，厚度不大于2mm，可适应薄膜构型进程塑性变形，与过渡层通过铆接实现可靠连接，即保证薄膜结构刚性又可实现对外接口的精度保证。

技术特征：

1.一种适用于空间大型薄膜结构边缘处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种适用于空间大型薄膜结构边缘处理方法，其特征在于：s1中圆角过渡处理，圆角的直径不小于1mm。

3.根据权利要求1所述的一种适用于空间大型薄膜结构边缘处理方法，其特征在于：过渡层的宽度尺寸范围在10mm-500mm。

4.根据权利要求1所述的一种适用于空间大型薄膜结构边缘处理方法，其特征在于：刚性层的宽度为10mm-30mm，刚性层的厚度不大于2mm。

5.根据权利要求1所述的一种适用于空间大型薄膜结构边缘处理方法，其特征在于：刚性层沿轮廓间隔设置，两两刚性层之间的间隔距离为10mm-100mm。

技术总结
本发明提供了一种适用于空间大型薄膜结构边缘处理方法，包括以下步骤：S1、裁剪薄膜；S2、铺设过渡层；S3、设置刚性层；S4、粘接刚性层；S5、冲孔铆接。本发明通过过渡层铺设增加柔性材料和刚性材料的适应能力，消除薄膜边缘裁剪过程造成的大型薄膜结构裂纹产生、提高边缘强度、保证整体型面受力均匀。

技术研发人员：王玉凤,林秋红,王龙,白春生,李志勇,邱慧
受保护的技术使用者：天津航天机电设备研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23