光学玻璃透镜模压成形的数值仿真和实验研究

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光学玻璃透镜模压成形的数值仿真和实验研究

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光学玻璃透镜模压成形的数值仿真和实验研究

论文目录
摘要	第1-7页
Abstract	第7-19页
物理符号含义对照表	第19-21页
第1章绪论	第21-42页
1.1 课题来源	第21页
1.2 研究背景	第21-22页
1.3 国内外研究现状	第22-37页
1.3.1 非球面光学玻璃的特点	第22-24页
1.3.2 模压成形及仿真技术的研究概况	第24-33页
1.3.3 非球面模具制造技术的研究概况	第33-36页
1.3.4 模压成形技术的发展趋势	第36-37页
1.4 论文的研究内容与结构	第37-41页
1.4.1 当前研究存在的问题	第37-38页
1.4.2 研究方法与研究路线	第38-40页
1.4.3 论文主要工作与内容安排	第40-41页
1.5 本章小结	第41-42页
第2章光学玻璃模压成形的基本理论	第42-64页
2.1 模压成形用玻璃材料	第42-46页
2.1.1 玻璃材料的主要构成成分	第42-44页
2.1.2 玻璃材料的低熔点趋势	第44-45页
2.1.3 玻璃材料的环保趋势	第45-46页
2.2 光学玻璃的热机械性质	第46-50页
2.2.1 光学玻璃的温度点定义	第46-47页
2.2.2 光学玻璃的机械性能	第47-48页
2.2.3 光学玻璃的比热容	第48-49页
2.2.4 光学玻璃的热膨胀系数	第49-50页
2.3 玻璃材料属性及界面热传递	第50-52页
2.3.1 玻璃材料属性与温度的关系	第50页
2.3.2 界面接触的热传递	第50-52页
2.4 光学玻璃的粘弹性及时-温等效性	第52-55页
2.5 粘弹性物理模型	第55-59页
2.6 结构松弛分析	第59-61页
2.7 粘弹性用户子程序	第61-63页
2.8 本章小结	第63-64页
第3章残余应力预测及工艺改进	第64-94页
3.1 模压成形仿真模型的建立	第64-67页
3.1.1 玻璃模压成形的有限元分析过程	第64-65页
3.1.2 模压成形仿真预测模型的建立	第65-66页
3.1.3 应力分析的本构方程	第66-67页
3.2 加热阶段的分析	第67-72页
3.2.1 加热阶段的边界条件	第67页
3.2.2 两种不同加热方式的温度历程图	第67-71页
3.2.3 两种不同加热方式的最大应力历程图	第71-72页
3.2.4 热应变	第72页
3.3 模压阶段残余应力仿真分析	第72-75页
3.3.1 模压阶段的边界条件	第72-73页
3.3.2 模压阶段的应力历程图	第73-75页
3.3.3 模压阶段的残余应力预测	第75页
3.4 模压阶段成形参数对最大残余应力的影响	第75-80页
3.4.1 模压温度对最大残余应力的影响	第76-77页
3.4.2 模压速率对最大残余应力的影响	第77-78页
3.4.3 摩擦系数对最大残余应力的影响	第78-79页
3.4.4 拐角角度对最大残余应力的影响	第79页
3.4.5 预形体温度差值对最大残余应力的影响	第79-80页
3.5 模压阶段的工艺改进	第80-85页
3.5.1 模压速率分段控制的提出	第80页
3.5.2 第一时间段模压速率对最大应力的影响	第80-81页
3.5.3 第二时间段模压速率对最大应力的影响	第81-82页
3.5.4 第三时间段模压速率对最大应力的影响	第82-83页
3.5.5 第四时间段模压速率对最大应力的影响	第83-85页
3.6 退火阶段的数值仿真分析	第85-87页
3.6.1 退火阶段的边界条件	第85-86页
3.6.2 退火阶段的仿真预测	第86-87页
3.7 退火阶段成形参数对最大残余应力的影响	第87-90页
3.7.1 保持压力对最大残余应力的影响	第87-88页
3.7.2 退火速率对最大残余应力的影响	第88-89页
3.7.3 摩擦系数对最大残余应力的影响	第89-90页
3.8 多步退火的仿真研究	第90-92页
3.8.1 退火速率的改进方法	第90页
3.8.2 第一时间段退火速率对最大应力的影响	第90-91页
3.8.3 第二时间段退火速率对最大应力的影响	第91-92页
3.8.4 第三时间段退火速率对最大应力的影响	第92页
3.9 本章小结	第92-94页
第4章轮廓偏移量预测及补偿	第94-115页
4.1 轮廓偏移及结构松弛	第94-96页
4.2 退火和冷却阶段的仿真预测	第96-98页
4.2.1 温度预测	第96-97页
4.2.2 应力预测	第97页
4.2.3 轮廓偏移量预测	第97-98页
4.3 模压成形参数对轮廓偏移量的影响	第98-105页
4.3.1 热膨胀系数对轮廓偏移量的影响	第98-100页
4.3.2 均热时间对轮廓偏移量的影响	第100页
4.3.3 模压温度对轮廓偏移量的影响	第100-101页
4.3.4 模压速率对轮廓偏移量的影响	第101-102页
4.3.5 保持压力对轮廓偏移量的影响	第102页
4.3.6 保压时间对轮廓偏移量的影响	第102-103页
4.3.7 退火速率对轮廓偏移量的影响	第103-104页
4.3.8 网格大小对轮廓偏移量的影响	第104-105页
4.4 模压成形补偿数技术的值仿真分析	第105-109页
4.4.1 模压成形补偿原理	第105-106页
4.4.2 节点几何修正补偿原理	第106-108页
4.4.3 修正后模具轮廓节点的曲线拟合	第108-109页
4.4.4 补偿技术数值仿真分析的具体过程	第109页
4.5 补偿技术的仿真分析结果	第109-114页
4.5.1 补偿参数设置	第109-110页
4.5.2 补偿因子的影响	第110-112页
4.5.3 补偿次数的影响	第112-114页
4.6 本章小结	第114-115页
第5章单面非球面透镜模压成形精度的实验研究	第115-142页
5.1 非球面透镜模具的超精密加工	第115-125页
5.1.1 单面非球面玻璃透镜及模具设计	第115-117页
5.1.2 非球面透镜模具型腔的超精密磨削原理	第117-119页
5.1.3 非球面模具型腔的超精密磨削实验及测量结果	第119-125页
5.2 单面非球面玻璃透镜的模压成形实验	第125-131页
5.2.1 模压成形设备	第125-127页
5.2.2 预形体玻璃的选择	第127-129页
5.2.3 模压成形实验	第129-131页
5.3 单面非球面透镜模压成形的实验结果	第131-134页
5.3.1 模压温度对成形透镜良品率的影响	第131-133页
5.3.2 厚度均匀性检测	第133页
5.3.3 测量设备	第133-134页
5.4 轮廓偏移量的测量及验证	第134-137页
5.4.1 轮廓偏移量的实验测量	第134-136页
5.4.2 仿真结果与实验测量结果对比	第136-137页
5.5 成形透镜表面质量测量	第137-140页
5.5.1 模压成形次数对成形精度的影响	第137-139页
5.5.2 成形透镜的表面粗糙度	第139-140页
5.6 本章小结	第140-142页
第6章成形前后面形曲率改变量对轮廓偏移量的影响	第142-155页
6.1 透镜设计及模具加工	第142-144页
6.2 双凸球面玻璃透镜的模压成形实验	第144-147页
6.2.1 多工位模压成形工艺的温度历程	第144-146页
6.2.2 模压成形的双凸球面玻璃透镜及良品率	第146-147页
6.3 双凸球面玻璃透镜模压成形的数值仿真	第147-154页
6.3.1 模压成形过程的温度历程	第148-149页
6.3.2 模压成形结束后的残余应力预测	第149-150页
6.3.3 双凸透镜的轮廓偏移量预测	第150-152页
6.3.4 成形透镜的实验测量及验证	第152-154页
6.4 本章小结	第154-155页
总结与展望	第155-158页
参考文献	第158-168页
致谢	第168-169页
附录A 攻读博士学位期间所发表的学术论文	第169-171页
附录B 攻读博士学位期间所申请的专利	第171-172页
附录C 攻读博士学位期间参与项目	第172页

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