【摘要】：玻璃具有高硬度、高透光率和質(zhì)量輕等優(yōu)良特性,被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)生活中的各個(gè)方面,尤其是手持式便攜電子設(shè)備的顯示屏。傳統(tǒng)機(jī)械切割玻璃的方法需要復(fù)雜的后續(xù)工藝,切割斷面處會(huì)產(chǎn)生微裂紋和殘余應(yīng)力,而激光熱裂法切割可以避免上述問(wèn)題。研究激光熱裂法切割玻璃裂紋擴(kuò)展過(guò)程,探究切割參數(shù)對(duì)玻璃應(yīng)力分布及裂紋擴(kuò)展路徑偏移的影響規(guī)律以提高切割質(zhì)量具有重要的理論及應(yīng)用意義。本文將對(duì)激光熱裂法切割玻璃裂紋擴(kuò)展機(jī)理及非對(duì)稱(chēng)切割裂紋擴(kuò)展路徑偏移現(xiàn)象進(jìn)行研究。首先從傳熱學(xué)、斷裂力學(xué)和熱彈性力學(xué)的角度對(duì)激光熱裂法切割玻璃的基本原理進(jìn)行分析,探討不同熱源模式下,玻璃吸收熱量的方式。利用ABAQUS軟件建立有限元(FEM)模型,用FORTRAN語(yǔ)言編寫(xiě)激光移動(dòng)熱源程序,通過(guò)改變程序參數(shù)分別模擬不同熱源模式和不同切割參數(shù)下玻璃熱流密度場(chǎng)和溫度場(chǎng)分布,得到切割參數(shù)對(duì)溫度場(chǎng)及熱流密度場(chǎng)的影響規(guī)律�；跀U(kuò)展有限元法(XFEM)建立激光熱裂法切割玻璃模型,模擬裂紋動(dòng)態(tài)擴(kuò)展過(guò)程,探究裂紋擴(kuò)展的機(jī)理,得出裂紋穩(wěn)定擴(kuò)展的條件,研究非對(duì)稱(chēng)切割時(shí)玻璃表面及內(nèi)部的應(yīng)力分布。對(duì)激光熱裂法非對(duì)稱(chēng)切割玻璃裂紋擴(kuò)展路徑偏移現(xiàn)象進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究,將實(shí)驗(yàn)得出的數(shù)據(jù)與仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析,得出不同切割參數(shù)與不同切割位置對(duì)路徑偏移量的影響規(guī)律。本文基于XFEM對(duì)激光熱裂法切割玻璃裂紋擴(kuò)展過(guò)程進(jìn)行了分析,從玻璃溫度場(chǎng)分布和應(yīng)力場(chǎng)分布變化過(guò)程的角度給出了裂紋擴(kuò)展機(jī)理,用實(shí)驗(yàn)與仿真相結(jié)合的方法,得出了非對(duì)稱(chēng)切割時(shí)不同切割參數(shù)及不同切割位置對(duì)裂紋擴(kuò)展路徑偏移量的影響規(guī)律。
【學(xué)位授予單位】：浙江工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TQ171.683
【圖文】：

第 1 章 緒 論有機(jī)械強(qiáng)度高、透光性好、耐腐蝕和理化性質(zhì)穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，在電子和家居裝飾等多個(gè)領(lǐng)域得到應(yīng)用[1-3]，在某些特定領(lǐng)域里，玻璃甚的應(yīng)用前景[4-5]�，F(xiàn)今社會(huì)，便攜式電子設(shè)備已成為人們?nèi)粘Ｉ钕⑹袌?chǎng)調(diào)研機(jī)構(gòu) Display Search 預(yù)測(cè)，全球平板顯示產(chǎn)業(yè)在 20成長(zhǎng)率將達(dá)到 18%以上，到 2016 年產(chǎn)值將突破 1800 億美元[6]。高強(qiáng)度、高硬度、高透光率的保護(hù)玻璃，如圖 1-1 所示。為滿顯示器的需求，在生產(chǎn)過(guò)程中需要對(duì)玻璃進(jìn)行切割，切割質(zhì)量的果及其壽命有很大的影響。傳統(tǒng)切割方法有工藝復(fù)雜、成本高和探索高質(zhì)量、高效率和低成本的玻璃切割技術(shù)具有重要的理論

圖 1-2 機(jī)械切割原理圖[7]圖 1-3 機(jī)械切割法加工玻璃斷面[9]示為激光熔融法切割示意圖，激光熔融法切割原理是：激光，產(chǎn)生的高溫導(dǎo)致材料的融化和氣化，在輔助氣體用于吹走玻達(dá)到分離材料的目的[11-12]。目前，激光熔融法在硬金屬和塑料

2圖 1-3 機(jī)械切割法加工玻璃斷面[9]光熔融法切割示意圖，激光熔融法切割原理是高溫導(dǎo)致材料的融化和氣化，在輔助氣體用于材料的目的[11-12]。目前，激光熔融法在硬金屬根據(jù)激光的運(yùn)動(dòng)方式，可以將激光熔融法加工激光熔融法切割玻璃時(shí)，在材料的斷面上極易并不能解決機(jī)械切割方法帶來(lái)的后處理及微裂割方法的原理是：利用超短脈沖激光的超高能熱至等離子體狀態(tài)并用輔助氣體吹走，因?yàn)樽魃臒嵊绊憛^(qū)域很小，從較大程度上避免了殘余

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