藍寶石晶體爐的結構有限元分析.pdf

1、藍寶石晶體具有良好的機械性能、光學性能和化學穩(wěn)定性,它被廣泛應用于國防、半導體、集成電路等眾多領域。隨著現(xiàn)代科學技術的飛速發(fā)展,高純凈、大尺寸化、低成本、高質量地生長大尺寸藍寶石單晶己成為當前面臨的迫切任務。提高藍寶石單晶生產能力的關鍵就是提高藍寶石晶體生長設備的研發(fā)水平。研究和提高藍寶石晶體爐的關鍵技術,對我國信息產業(yè)與光伏產業(yè)的快速發(fā)展具有重要的實際工程意義。
　　為了設計出安全適用、科學合理、穩(wěn)定可靠的藍寶石晶體生長設備,在

2、緊密結合藍寶石單晶牛長工藝技術要求,遵循藍寶石單晶生長機理,滿足產業(yè)化生產藍寶石單晶的要求的前提下,除了考慮整機結構與布局、操作簡單與方便、設計合理與工藝性良好之外,本課題重點從晶體爐的整體及局部變形、機械傳動穩(wěn)定性,設備運行的可靠性等方面進行分析。
　　首先,闡述了有限單元法的基本思想和原理,總結了運用有限單元法進行靜力學分析和動力學分析的理論方法,介紹了有限元軟件ANSYS Workbench平臺的功能和使用。
　　接著

3、,運用三維建模軟件Pro/E建立藍寶石晶體爐整機的三維模型,利用軟件接口導入有限元軟件ANSYS Workbench中建立了晶體爐整機的有限元模型。
　　其次,通過旎加載荷和約束邊界,對晶體爐提拉系統(tǒng)和底座進行靜力學分析,得到各個部件的變形云圖和應力云圖,校核其強度。
　　再次,通過對晶體爐整機進行模態(tài)分析,得到結構的低階固有頻率和振型,找出它的薄弱環(huán)節(jié),避免共振帶來的損失。
　　最后,通過對晶體爐整機進行諧響應分析,