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文檔簡介
1、液晶玻璃廣泛應(yīng)用于筆記本電腦、監(jiān)視器、高清晰壁掛式電視機以及通訊設(shè)備中。成品液晶玻璃面積較大,在制作成液晶顯示屏前需要進行切割加工,工業(yè)生產(chǎn)中,液晶玻璃通常由機械切割方法切割完成。機械切割方法首先使用金剛石等硬質(zhì)刀具劃線,再用機械方式折斷玻璃。采用機械方法切割完成的液晶玻璃切割面通常比較粗糙,而且需要進行拋光、清洗等后處理工序。液晶玻璃的另一種切割方式是激光切割。在采用激光切割液晶玻璃過程中,由于環(huán)境和不同切割參數(shù)的影響,液晶玻璃會出現(xiàn)
2、裂紋等表面質(zhì)量問題,本文將對激光切割液晶玻璃的表面質(zhì)量開展研究。
液晶玻璃經(jīng)過激光切割后,對玻璃表面進行顯微分析,發(fā)現(xiàn)液晶玻璃出現(xiàn)一些邊緣崩裂、規(guī)則排布的邊緣裂紋、大小不一的氣泡等表面質(zhì)量問題。其中,這些邊緣裂紋是在切割溫度變化過程中,由起始細(xì)小裂紋逐步擴展并在擴展一定縱向距離后出現(xiàn)分叉聯(lián)結(jié)而形成的?;谝陨媳尘?,本文通過理論推導(dǎo)、實驗現(xiàn)象分析以及有限元模擬等方法,對激光切割液晶玻璃表面質(zhì)量進行分析,主要研究內(nèi)容如下:
3、 首先從脆性斷裂力學(xué)、熱彈性力學(xué)以及傳熱學(xué)這幾個角度對激光切割液晶玻璃的基本原理進行分析,并從斷裂力學(xué)的角度分析邊緣裂紋的應(yīng)力強度因子計算方式以及斷裂準(zhǔn)則。
然后根據(jù)相關(guān)知識對激光切割液晶玻璃表面進行分析發(fā)現(xiàn):穩(wěn)態(tài)區(qū)裂紋大都呈規(guī)則排布,裂紋的擴展方向具有一定的規(guī)律,裂紋擴展是否滿足最大周向拉應(yīng)力強度因子理論;起始和末尾暫態(tài)區(qū)均有殘缺現(xiàn)象,殘缺現(xiàn)象比穩(wěn)態(tài)區(qū)嚴(yán)重,末尾部分比起始位置產(chǎn)生的拉應(yīng)力以及熱影響區(qū)要大,導(dǎo)致末尾暫態(tài)區(qū)氣泡
4、現(xiàn)象以及裂紋擴展更為嚴(yán)重;激光照射過后,玻璃溫度達到軟化點,導(dǎo)致液晶玻璃表面有氣泡產(chǎn)生。
其次,運用Abaqus軟件對激光切割液晶玻璃進行近似模擬,建立氣泡有限元模型。根據(jù)有限元分析結(jié)果得:氣泡對于主裂紋邊界溫度具有升高作用,但是對于光斑半徑臨界點的溫度升高作用要比邊界小很多;孔徑大的氣泡會產(chǎn)生更大的熱效應(yīng)。要改善氣泡問題主要有兩種方法,一個是改變玻璃制作工藝提高玻璃質(zhì)量,另一個是改變激光切割參數(shù)降低玻璃表面溫度以提高切割質(zhì)量
5、。
最后,采用1/4節(jié)點法,建立邊緣裂紋有限元模型,求解應(yīng)力強度因子。對應(yīng)力強度因子進行一定處理以及分析,探討激光切割參數(shù)對于邊緣裂紋擴展的影響:降低或者增大激光掃描速度,可以增大或者減小KⅠ和KⅡ的值;比較起激光掃描速度,激光功率對應(yīng)力強度因子的影響更大。理論計算的裂紋偏轉(zhuǎn)角與實驗結(jié)果基本一致,即邊緣裂紋的擴展方向基本滿足最大拉應(yīng)力理論。KⅡ是隨著邊緣裂紋擴展逐步增大的,接近裂紋分叉點階段,KⅡ的增加值幅度比較大,也即此時偏
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