平面光學(xué)元器件粘接工藝與應(yīng)力分析研究.pdf

1、在光學(xué)工程制造中,傳統(tǒng)粘接技術(shù)主要應(yīng)用于透鏡、棱鏡、光學(xué)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(bǔ)強(qiáng)。而針對(duì)大薄型非球面鏡的加工中采用的37點(diǎn)支撐結(jié)構(gòu)的局部承載連接結(jié)構(gòu)的粘接設(shè)計(jì)卻很少應(yīng)用。在國(guó)內(nèi)自主研發(fā)的大型光學(xué)鏡面加工中,用于此目的的結(jié)構(gòu)膠黏劑粘接設(shè)計(jì)還未得到成功的研發(fā)。隨著更多高強(qiáng)度鋁、殷鋼、鈦合金和其它光學(xué)材料在光學(xué)制造工程中的廣泛應(yīng)用,粘接工藝面向結(jié)構(gòu)連接方向發(fā)展。因此光學(xué)鏡體裝配與設(shè)計(jì)必然由“機(jī)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(shè)計(jì)使用需求,亟待對(duì)光學(xué)工程中大型非球面鏡的能動(dòng)拋光系統(tǒng)的典型粘接接頭靜態(tài)承載能力進(jìn)行科學(xué)合理的評(píng)價(jià)。并且提出預(yù)期的粘接性能技術(shù)指標(biāo),用以保證非球面薄型主鏡37點(diǎn)粘接支撐結(jié)構(gòu)及整機(jī)系統(tǒng)在服役環(huán)境下持續(xù)有效可靠地運(yùn)行。本文系統(tǒng)地開展了接頭粘接性能試驗(yàn)研究,本文開展了以下幾個(gè)方面的研究工作:
　　(1)基于粘接機(jī)理,本文確立了粘接試驗(yàn)與工藝流程,規(guī)范統(tǒng)一了粘接試件制作的試驗(yàn)流程。依據(jù)工程設(shè)計(jì)所提

3、出的粘接性能試驗(yàn)技術(shù)指標(biāo),為滿足粘接性能技術(shù)指標(biāo),開展了相關(guān)粘接性能表征試驗(yàn),獲得了可靠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),為工程設(shè)計(jì)及第四章的仿真提供參考,同時(shí)也驗(yàn)證該工藝過(guò)程的可靠性。通過(guò)粘接性能表征技術(shù)的手段和方法,形成較為成熟的光學(xué)接頭粘接技術(shù)與工藝流程。為更加完善地評(píng)價(jià)光學(xué)接頭的粘接性能提供科學(xué)合理的研究手段。
　　(2)針對(duì)光學(xué)鏡面與鏡面粘接結(jié)構(gòu)的粘接界面存在的應(yīng)力及應(yīng)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(duì)光學(xué)鏡面與鏡面粘接結(jié)構(gòu)粘接應(yīng)力進(jìn)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(xué)鏡面與鏡面粘接組件的粘接界面應(yīng)力及應(yīng)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(shí)的面形誤差變化規(guī)律及粘接界面應(yīng)力的變化規(guī)律。
　　(3)依據(jù)仿真分析結(jié)果,結(jié)合實(shí)際工作中慣用的鏡面與鏡面粘接試驗(yàn),本文實(shí)驗(yàn)選取口徑為100mm的K9玻璃材料平面鏡,進(jìn)行鏡面粘接變形實(shí)驗(yàn),主要考察了六點(diǎn)均布載荷作用對(duì)鏡面粘接的面形誤差影響