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《湖南大学》 2016年
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小口径非球面玻璃透镜的模压仿真及实验研究

周书强  
【摘要】:随着科技的进步,小口径非球面玻璃透镜已经广泛应用于国防、工业、民用以及医疗等各个领域,成为影响科技进步的关键元件。玻璃透镜模压成形技术具有加工效率高、成形质量好、能够大批量生产等优点,已逐步取代传统的玻璃透镜加工方法。当前,非球面玻璃透镜模压成形技术主要存在两个问题:一是模压会使透镜内部产生了应力,而过大的应力会影响透镜的良品率和光学性能。二是模压成形透镜在退火及冷却后会出现形状偏差,而形状偏差对透镜的成像品质有重要的影响。本文针对非球面玻璃透镜模压成形技术的不足,用MSC.Marc有限元仿真分析软件建立了玻璃透镜的模压仿真模型,对模压过程中影响透镜应力分布以及形状偏差的因素进行了仿真研究,并开展了小口径单凸非球面玻璃透镜的模压成形实验。论文主要研究工作如下:1.基于广义Maxwell模型建立了玻璃透镜模压在加热均热、模压、退火以及冷却四个阶段的有限元仿真模型,分别研究了四个阶段影响等效应力大小以及分布的因素。2.基于有限元仿真模型,对玻璃透镜在退火和冷却后的形状偏差进行了比较,研究了非球面参数、结构松弛参数、热膨胀系数等参数对透镜非球面形状偏差的影响,仿真预测了多步加热、多步退火模压工况下透镜的形状偏差,对弯月形、双凸非球面、单凸非球面三种形状透镜的形状偏差进行了比较。3.用七工位模压成形机进行了小口径单凸非球面玻璃透镜的模压成形实验。测量并对比了模压前、后模具以及透镜样品的形状偏差和表面粗糙度,验证了透镜样品形状偏差的仿真预测值和实验测量值具有一致性,分析了影响成形透镜样品形状偏差与表面粗糙度的原因。
【学位授予单位】:湖南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TH74

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