玻璃光纤拉丝工艺及拉丝机动态特性研究 [复制链接]

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硕士学位论文 玻璃光纤拉丝工艺及拉丝机动态特性研究，共56页。
【摘要】 多组分玻璃光纤是利用光的全反射规律使光线在透明纤维中传播的一种光学器件,具有分辨率高、柔性好、数值孔径大等优点,在医疗仪器、工业探测、军事装备等领域得到广泛应用。光纤单丝质量是影响光纤传像束传输图像质量的一个重要因素。由于当前光纤成型控制过程大多基于实验研究,因此,本文以纤维光学、流体力学为理论基础,运用计算流体力学分析方法,建立熔融光纤在加热炉内的数学模型,研究光纤缩颈变形的流动机理。采用粘弹性模拟软件—Polyflow对光纤缩颈投影进行模拟,分析光纤自由表面的半径、速度、温度在沿程距离上的分布规律。同时,针对光纤拉丝机在拉丝过程中存在的振动现象,利用有限元分析软件Ansys Workbench对拉丝机送料拉丝进行模态分析,找出影响该机构的薄弱环节,并提出改进方案,从而提高该机构的抗振性。
【关键词】 光学纤维； 拉丝工艺； 数值模拟； 模态分析；

目 录
摘 要    I
ABSTRACT    II
S 录    III
m-M绪论    1
l.i光纤传像束的国内外研究现状    1
1.2光纤传像束应用    2
1.3本课题研究目的和意义    4
1.4本课题研究主要内容    5
第二章光纤传像束的性能与制备工艺    6
2.1纤维光学基本理论    6
2.1.1纤维光学传光原理    6
2.1.2纤维光学传像原理    6
2.1.3纤维光学元件主要技术指标    7
2.2光纤玻璃材料匹配特性    8
2.3光纤单丝拉制工艺    9
2.3.1双坩埚法    9
2.3.2棒管法    9
2.4本章小结    11
第三章熔融态玻璃光纤流动本构关系    12
3.1光纤缩颈流动规律研究现状    12
3.2光纤缩颈流动数学模型建立    12
3.3光纤拉丝张力分析    16
3.4光纤拉丝残余应力分析    18
3.5本章小结    18
第四章光纤拉制工艺数值模拟    19
4.1有限元分析在光纤拉丝工艺中的应用    19
4.2有限元分析在光纤拉丝工艺中的本构方程    19
4.2.1粘度随剪切速率变化模型    20
4.2.2粘度随温度变化模型21
4.3光纤缩颈流动数值模拟    21
4.3.1光纤缩颈模拟求解设置    22
4.3.2光纤半径变化规律分析    24
4.3.3光纤温度场分析    25
4.3.4光纤速度场分析    28
4.4多组分玻璃光纤成型的数值模拟    29
4.4.1多组分玻璃光纤的模拟求解设置    29
4.4.2加热炉温对光纤成型的影响    30
4.5本章小结    34
第五章光纤拉丝机送料机构模态分析    35
5.1模态分析理论    35
5.1.1 Ansys Workbench 基本介绍    35
5.1.2模态分析理论    36
5.2送料机构模态分析    36
5.2.1送料机构有限元模型的建立    36
5.2.2定义材料属性及接触类型    39
5.2.3送料机构网格划分及约束类型    40
5.2.4模态阵型分析    41
5.3改善措施    43
5.4本章小结    45

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