本文關(guān)鍵詞：微結(jié)構(gòu)光學(xué)元件模壓成形數(shù)值仿真分析

  更多相關(guān)文章： 微結(jié)構(gòu)光學(xué)元件 模壓成形 有限元方法 填充率

【摘要】：微結(jié)構(gòu)光學(xué)元件表面具有微結(jié)構(gòu)特征,能夠改善像質(zhì)、校正像差,并提高光學(xué)系統(tǒng)的成像質(zhì)量。玻璃模壓成形技術(shù)具有加工精度高,能穩(wěn)定批量生產(chǎn)的特點(diǎn),能夠復(fù)制具有復(fù)雜表面的非球面,也適合微結(jié)構(gòu)光學(xué)元件的成形加工。由于微結(jié)構(gòu)光學(xué)元件整體尺寸小,利用模壓成形加工微結(jié)構(gòu)光學(xué)元件存在較多的缺陷,如尺寸的傳遞性較差、填充不飽滿等,嚴(yán)重影響了光學(xué)元件的形狀精度和表面質(zhì)量。因此,研究模壓成形過程中不同因素下填充的效果對于提高微結(jié)構(gòu)成形精度有重要的實(shí)際意義。有限元方法在模壓成形的運(yùn)用,能夠?qū)崿F(xiàn)微結(jié)構(gòu)光學(xué)元件成形過程中填充情況、應(yīng)力應(yīng)變和成形形貌的預(yù)測以及模具的優(yōu)化設(shè)計(jì),縮短了產(chǎn)品的開發(fā)周期,提高了產(chǎn)品的質(zhì)量和性能。本文利用仿真軟件MSC.Marc主要研究了以下內(nèi)容:(1)利用MSC.Marc軟件對實(shí)際模型進(jìn)行了合理假設(shè)和簡化,建立V形槽陣列的有限元分析模型,對玻璃的本構(gòu)模型進(jìn)行了研究,分析了仿真模型邊界條件的施加方法。(2)分析了模具和玻璃坯料在兩種不同加熱方式下的溫度場,探究了兩種加熱方式下玻璃和模具溫度場的差異,接著研究了不同的工藝參數(shù)(模壓溫度、模壓速度、摩擦系數(shù))對成形元件應(yīng)力的影響,以及不同的工藝參數(shù)(模壓溫度、模壓速度、模壓時(shí)間)對V槽填充性能的影響規(guī)律。(3)利用MSC.Marc軟件,先針對凹模與凸模對填充性能的影響進(jìn)行了有限元仿真分析,接著分析了具有凹槽結(jié)構(gòu)的下模具對仿真時(shí)填充性能的影響,最后建立了V形槽、圓弧形槽、矩形槽和梯形槽四種微結(jié)構(gòu)的有限元模型,探究了不同形狀的微型槽模壓成形后的填充效果。
【關(guān)鍵詞】：微結(jié)構(gòu)光學(xué)元件 模壓成形 有限元方法 填充率
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH74
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-13
• 符號物理含義表13-15
• 第1章 緒論15-26
• 1.1 研究背景及意義15-17
• 1.2 微結(jié)構(gòu)光學(xué)元件制造技術(shù)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀17-21
• 1.3 光學(xué)元件模壓成形數(shù)值仿真研究現(xiàn)狀21-23
• 1.4 課題來源、研究目的及內(nèi)容23-26
• 1.4.1 課題來源、研究目的23-24
• 1.4.2 論文主要研究內(nèi)容24-26
• 第2章 光學(xué)玻璃材料特性及模壓成形基本理論26-38
• 2.1 模壓成形用光學(xué)玻璃26-30
• 2.1.1 模壓成形用玻璃成分及特點(diǎn)26-27
• 2.1.2 玻璃材料的粘度特性27-29
• 2.1.3 彈性模量對溫度的依賴性29-30
• 2.2 光學(xué)玻璃的粘彈性模型30-32
• 2.2.1 麥克斯韋模型30-32
• 2.2.2 開爾文模型32
• 2.3 光學(xué)玻璃熱流變特性32-34
• 2.4 光學(xué)玻璃模壓成形基本理論34-37
• 2.4.1 模壓過程中的傳熱理論34-35
• 2.4.2 玻璃與模具接觸模型35-37
• 2.5 本章小結(jié)37-38
• 第3章 V形槽有限元模型的建立38-44
• 3.1 引言38
• 3.2 V槽有限元建模38-43
• 3.2.1 V槽仿真模型的建立與簡化38-40
• 3.2.2 載荷及邊界條件40-41
• 3.2.3 玻璃材料本構(gòu)模型及材料特性參數(shù)41-43
• 3.3 本章小結(jié)43-44
• 第4章 V形槽光學(xué)元件模壓成形數(shù)值仿真模擬44-58
• 4.1 引言44
• 4.2 兩種加熱方式下的溫度場分析44-45
• 4.3 不同模壓參數(shù)下的應(yīng)力分析45-51
• 4.3.1 模壓溫度對模壓后成形元件應(yīng)力的影響45-47
• 4.3.2 模壓速度對模壓后成形元件應(yīng)力的影響47-49
• 4.3.3 摩擦系數(shù)對模壓后成形元件應(yīng)力的影響49-51
• 4.4 不同模壓參數(shù)下填充效果分析51-56
• 4.4.1 填充程度的定量分析51
• 4.4.2 不同V形槽位置的填充率分布51-53
• 4.4.3 模壓溫度對模壓后V形槽填充率的影響53-54
• 4.4.4 模壓速度對模壓后V形槽填充率的影響54-55
• 4.4.5 模壓時(shí)間對模壓后V形槽填充率的影響55-56
• 4.5 本章小結(jié)56-58
• 第5章 不同微槽形狀的模壓填充性能分析58-64
• 5.1 引言58
• 5.2 模具結(jié)構(gòu)對V槽模壓填充性能分析58-59
• 5.3 下模結(jié)構(gòu)對V槽填充性能的影響59-61
• 5.4 微槽形狀對填充性能的影響分析61-63
• 5.5 本章小結(jié)63-64
• 結(jié)論與展望64-66
• 參考文獻(xiàn)66-70
• 致謝70-71
• 附錄A 攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及專利71-72
• 附錄B 攻讀碩士學(xué)位期間參與項(xiàng)目72

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 田亞強(qiáng);侯紅亮;任學(xué)平;;置氫鈦合金粉末模壓成形-燒結(jié)改性機(jī)理[J];航空材料學(xué)報(bào);2011年03期

2 劉玉松;胡青春;;竹纖維粉體模壓成形的有限元分析[J];機(jī)電工程技術(shù);2008年01期

3 張六玲,沈毓琴;潤滑劑對粉末制品模壓成形的影響再論[J];浙江萬里學(xué)院學(xué)報(bào);1999年03期

4 張立;吳沖滸;王振波;單成;熊湘君;;硬質(zhì)合金常用模壓成形劑的熱分解特性[J];粉末冶金材料科學(xué)與工程;2010年06期

5 宗靜;田亞強(qiáng);侯紅亮;任學(xué)平;;置氫TC4粉末模壓成形-燒結(jié)后的組織性能[J];清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2008年11期

6 朱科軍;尹韶輝;余劍武;陳逢軍;;非球面玻璃透鏡模壓成形有限元分析[J];中國機(jī)械工程;2013年18期

7 戴坤良;肖平安;劉素紅;肖廣志;胡業(yè)奇;;TiH_2粉末模壓成形劑優(yōu)化研究[J];粉末冶金技術(shù);2009年06期

8 王永根;采用一次模壓成形工藝生產(chǎn)高性能燒結(jié)NdFeB磁環(huán)[J];粉末冶金工業(yè);2002年01期

9 田亞強(qiáng);侯紅亮;任學(xué)平;;置氫TC21鈦合金粉末模壓成形燒結(jié)組織性能研究[J];稀有金屬材料與工程;2009年11期

10 田亞強(qiáng);侯紅亮;任學(xué)平;;置氫TC4鈦合金粉末模壓成形燒結(jié)機(jī)構(gòu)及其動(dòng)力學(xué)[J];航空材料學(xué)報(bào);2010年05期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 郭育華;劉剛;朱學(xué)林;王俊;闞婭;田揚(yáng)超;;熱模壓成形技術(shù)中的脫模研究[A];中國微米、納米技術(shù)第七屆學(xué)術(shù)會年會論文集（一）[C];2005年

2 吳慶定;向仕龍;;生物質(zhì)粉末材料模壓成形過程數(shù)學(xué)模型[A];中國化學(xué)會、中國力學(xué)學(xué)會第九屆全國流變學(xué)學(xué)術(shù)會議論文摘要集[C];2008年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 曹鳳紅;擠壓坯預(yù)成形模壓成形過程中鎂合金組織與性能的演變[D];重慶大學(xué);2010年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 謝望清;微結(jié)構(gòu)光學(xué)元件模壓成形數(shù)值仿真分析[D];湖南大學(xué);2016年

2 楊云;水輪機(jī)葉片熱模壓成形及其數(shù)值模擬研究[D];上海交通大學(xué);2008年

3 王文濤;基于離散元法的鐵粉模壓成形數(shù)值仿真研究[D];中北大學(xué);2014年

4 吳濤;微細(xì)特征模壓成形實(shí)驗(yàn)研究及數(shù)值模擬[D];山東大學(xué);2010年

5 王玉方;非球面光學(xué)玻璃透鏡超精密模壓成形數(shù)值模擬[D];湖南大學(xué);2011年

，

本文編號：1003220