空间站对接机构中的对接锁是实现两艘航天器刚性连接、密封及分离的核心执行部件，其可靠性直接关系到在轨组装、维护及正常运行的安全。针对对接锁在长期服役过程中因材料应力松弛和蠕变导致的锁紧力衰减问题，科研团队开展了理论与实验相结合的研究，旨在精准预测其长期使用寿命。
研究团队首先深入分析了对接锁的工作原理及载荷传递路径，建立了基于材料性能退化机制的理论模型。该模型考虑了锁钩、偏心轴等关键部件的弹性变形与应力松弛特性，通过简化受力路径，推导出了服役条件下关键部件的寿命退化方程。研究假设锁钩与偏心轴采用钛合金，锁盒采用铝合金，并认为在应力松弛过程中，系统整体仍保持力的平衡状态，即各部件受力同步衰减。
在理论模型参数确定方面，研究团队对碟簧及TC4R钛合金等材料进行了高温应力松弛和蠕变测试。基于阿伦尼乌斯热激活理论，通过90至180摄氏度的加速测试数据，拟合出材料在不同温度下的应力松弛速率方程。计算结果表明，在室温环境下，经过15年服役，碟簧因应力松弛导致的载荷损失率约为3075牛顿，偏心轴等部件的力衰减约为44.7牛顿，整体锁紧力衰减显著。
为验证理论模型的准确性，团队进一步开展了加速性能退化实验。实验以37千牛为初始载荷，选取75至115摄氏度五个温度梯度作为加速应力，对三组对接锁进行了为期90天的连续测试。实验设备能够长时间记录在恒定变形下的拉力衰减情况。数据分析显示，理论模型的寿命预测误差小于5%，证实了模型的高精度。
最终研究数据表明，当初始锁紧力为37千牛时，经过15年服役，对接锁的锁紧力衰减量小于10%，剩余锁紧力完全满足安全服役要求。这一发现不仅验证了对接锁设计的长期可靠性，更为未来空间站及其他航天器的对接机构设计提供了重要的技术支撑和工程应用价值。
对于中国航天从业者而言，该研究展示了通过“理论建模+加速实验”双轨验证来攻克长寿命关键部件预测难题的有效路径，其建立的基于热激活理论的退化模型及参数拟合方法，可为我国新一代载人航天器及深空探测器的对接机构寿命评估提供极具参考价值的技术范式。