光学精密工程
光學精密工程
광학정밀공정
OPTICS AND PRECISION ENGINEERING
2011年
11期
2573-2581
,共9页
无热装配%热应力%无热粘结厚度%有限元分析
無熱裝配%熱應力%無熱粘結厚度%有限元分析
무열장배%열응력%무열점결후도%유한원분석
针对胶粘固定的透镜会由于透镜、镜框和粘结层的材料热膨胀系数不匹配而在透镜内部产生径向应力,影响系统光学性能的问题,对无热粘结厚度进行研究以最小化甚至消除这种径向应力.首先,对现有的几种基于胡克定律推导的无热粘结厚度方程进行了分析对比,对粘结层提出了一种新的约束,并由此推导了一个无热粘结厚度的简化近似方程,通过修正粘结层轴向约束得到改进的近似方程.然后,采用有限元方法,对几个粘结层高宽比不同的胶粘透镜装配体进行了热应力分析,得出它们的无热粘结厚度仿真解.最后,将仿真解与解析方程计算的数值结果进行对比,指出解析方程的适用范围.对比分析表明:改进的近似方程适用于粘结层高宽比小于1/10的情况;高宽比在1/10~1/3之间时使用高宽比近似方程较好;简化近似方程适用于高宽比大于1/3的情况.结果显示,无热粘结厚度的解析方程在各自的使用范围内具有足够的准确性,能够满足各种工程应用的需要.
針對膠粘固定的透鏡會由于透鏡、鏡框和粘結層的材料熱膨脹繫數不匹配而在透鏡內部產生徑嚮應力,影響繫統光學性能的問題,對無熱粘結厚度進行研究以最小化甚至消除這種徑嚮應力.首先,對現有的幾種基于鬍剋定律推導的無熱粘結厚度方程進行瞭分析對比,對粘結層提齣瞭一種新的約束,併由此推導瞭一箇無熱粘結厚度的簡化近似方程,通過脩正粘結層軸嚮約束得到改進的近似方程.然後,採用有限元方法,對幾箇粘結層高寬比不同的膠粘透鏡裝配體進行瞭熱應力分析,得齣它們的無熱粘結厚度倣真解.最後,將倣真解與解析方程計算的數值結果進行對比,指齣解析方程的適用範圍.對比分析錶明:改進的近似方程適用于粘結層高寬比小于1/10的情況;高寬比在1/10~1/3之間時使用高寬比近似方程較好;簡化近似方程適用于高寬比大于1/3的情況.結果顯示,無熱粘結厚度的解析方程在各自的使用範圍內具有足夠的準確性,能夠滿足各種工程應用的需要.
침대효점고정적투경회유우투경、경광화점결층적재료열팽창계수불필배이재투경내부산생경향응력,영향계통광학성능적문제,대무열점결후도진행연구이최소화심지소제저충경향응력.수선,대현유적궤충기우호극정률추도적무열점결후도방정진행료분석대비,대점결층제출료일충신적약속,병유차추도료일개무열점결후도적간화근사방정,통과수정점결층축향약속득도개진적근사방정.연후,채용유한원방법,대궤개점결층고관비불동적효점투경장배체진행료열응력분석,득출타문적무열점결후도방진해.최후,장방진해여해석방정계산적수치결과진행대비,지출해석방정적괄용범위.대비분석표명:개진적근사방정괄용우점결층고관비소우1/10적정황;고관비재1/10~1/3지간시사용고관비근사방정교호;간화근사방정괄용우고관비대우1/3적정황.결과현시,무열점결후도적해석방정재각자적사용범위내구유족구적준학성,능구만족각충공정응용적수요.