平面光學元器件粘接工藝與應力分析研究.pdf

1、在光學工程制造中,傳統(tǒng)粘接技術(shù)主要應用于透鏡、棱鏡、光學系統(tǒng)裝配等的精確定位粘接、固定、密封、減震和結(jié)構(gòu)補強。而針對大薄型非球面鏡的加工中采用的37點支撐結(jié)構(gòu)的局部承載連接結(jié)構(gòu)的粘接設計卻很少應用。在國內(nèi)自主研發(fā)的大型光學鏡面加工中,用于此目的的結(jié)構(gòu)膠黏劑粘接設計還未得到成功的研發(fā)。隨著更多高強度鋁、殷鋼、鈦合金和其它光學材料在光學制造工程中的廣泛應用,粘接工藝面向結(jié)構(gòu)連接方向發(fā)展。因此光學鏡體裝配與設計必然由“機械固定模式”向“膠體粘

2、接模式”逐漸演變。鑒于此,為滿足工程中的設計使用需求,亟待對光學工程中大型非球面鏡的能動拋光系統(tǒng)的典型粘接接頭靜態(tài)承載能力進行科學合理的評價。并且提出預期的粘接性能技術(shù)指標,用以保證非球面薄型主鏡37點粘接支撐結(jié)構(gòu)及整機系統(tǒng)在服役環(huán)境下持續(xù)有效可靠地運行。本文系統(tǒng)地開展了接頭粘接性能試驗研究,本文開展了以下幾個方面的研究工作:
　　(1)基于粘接機理,本文確立了粘接試驗與工藝流程,規(guī)范統(tǒng)一了粘接試件制作的試驗流程。依據(jù)工程設計所提

3、出的粘接性能試驗技術(shù)指標,為滿足粘接性能技術(shù)指標,開展了相關(guān)粘接性能表征試驗,獲得了可靠的實驗數(shù)據(jù),為工程設計及第四章的仿真提供參考,同時也驗證該工藝過程的可靠性。通過粘接性能表征技術(shù)的手段和方法,形成較為成熟的光學接頭粘接技術(shù)與工藝流程。為更加完善地評價光學接頭的粘接性能提供科學合理的研究手段。
　　(2)針對光學鏡面與鏡面粘接結(jié)構(gòu)的粘接界面存在的應力及應力引起的形誤差的不確定性,本文基于有限元ANSYS WORKBENCH軟件

4、,對光學鏡面與鏡面粘接結(jié)構(gòu)粘接應力進行仿真分析研究,分別考察不同(膠層厚度、膠層厚度、均勻載荷)參數(shù)變化下的光學鏡面與鏡面粘接組件的粘接界面應力及應力引起的面形誤差大小。初步獲得了上述三種參數(shù)變化時的面形誤差變化規(guī)律及粘接界面應力的變化規(guī)律。
　　(3)依據(jù)仿真分析結(jié)果,結(jié)合實際工作中慣用的鏡面與鏡面粘接試驗,本文實驗選取口徑為100mm的K9玻璃材料平面鏡,進行鏡面粘接變形實驗,主要考察了六點均布載荷作用對鏡面粘接的面形誤差影響