小口径非球面硫系玻璃镜片的非等温热压成型仿真与实验

论文摘要

为提高小口径非球面硫系玻璃镜片热压成型质量,避免成型缺陷,通过热压过程的有限元分析,提出了一种新的非等温热压成型法。在上模仁和上加热板之间设置加热间隙,对上、下加热板设置不同的加热温度,以实现玻璃预形体的非等温加热。首先,根据硫系玻璃高温粘弹性本构模型和热传递模型,结合相关参数建立了镜片热压过程的有限元模型;接着,采用所建立的模型,分析了非等温温差对玻璃预形体内部的温度分布、成型镜片最大残余应力分布及轮廓偏移量的影响,以确定最佳的温差值;最后,进行了镜片的非等温热压成型实验,并将仿真和实验结果进行了对比研究,以验证仿真模型和结果的有效性。仿真与实验结果均表明,最佳的非等温温差值为10℃。该条件下,仿真获得的玻璃预形体内部温度差仅为2.6℃,成型镜片最大残余应力可减至3.375 MPa,成型镜片ASP1和ASP2的轮廓偏移量最大值分别为0.562μm和0.615μm;实验获得的成型镜片ASP1和ASP2的PV值分别为118.2、194.0 nm,Ra值分别为17.0、37.8 nm,轮廓偏移量最大值分别为0.583、0.644μm,均满足精度要求。仿真与实验结果具有较好的一致性,采用合理的温差值进行镜片的非等温热压成型,可有效降低玻璃预形体内部温度差及成型镜片最大残余应力,避免粘连、气泡等成型缺陷,提高成型镜片的精度。

论文目录

• 0 引言
• 1 理论模型
•   1.1 粘弹性模型
•   1.2 热传递模型
• 2 镜片设计及参数设置
•   2.1 非球面镜片设计
•   2.2 实验与仿真参数
•   2.3 实验仪器及成型镜片检测
• 3 硫系玻璃热压成型仿真分析
• 4 结果与讨论
•   4.1 仿真结果分析
•   4.2 实验结果分析
•   4.3 仿真与实验结果的对比及误差分析
• 5 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 唐昆,李典雨,舒勇,朱勇建,王宇,张明军,毛聪

关键词: 小口径,硫系玻璃,非球面,热压成型,非等温

来源: 红外与激光工程 2019年08期

年度: 2019

分类: 信息科技,工程科技Ⅰ辑

专业: 无机化工

单位: 长沙理工大学机械装备高性能智能制造关键技术湖南省重点实验室,长沙理工大学工程车辆轻量化与可靠性技术湖南省高校重点实验室,浙江科技学院机械与汽车工程学院

基金: 国家自然科学基金(51405034,51605045,51875050),工程车辆轻量化与可靠性技术湖南省高校重点实验室(长沙理工大学)开放基金(2017kfjj06)

分类号: TQ171.6

页码: 207-218

总页数: 12

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