本文關(guān)鍵詞：基于熱權(quán)函數(shù)技術(shù)的液晶玻璃熱裂法切割研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：液晶玻璃基板是液晶顯示器的關(guān)鍵元件,現(xiàn)已普遍應(yīng)用于監(jiān)視器、電視機(jī)、筆記本電腦及通訊設(shè)備中。原始的液晶玻璃基板尺寸很大,而應(yīng)用在顯示屏的尺寸相對較小,所以在制作液晶顯示屏的過程中涉及到對液晶玻璃基板的切割,并對它的切割質(zhì)量及切割效率要求較高,因?yàn)樗懈钯|(zhì)量的好壞,直接影響到液晶顯示器的顯示效果及使用壽命。液晶玻璃屬于脆性材料的范疇,具有硬度高、易碎等特點(diǎn),加工比較困難。用傳統(tǒng)的機(jī)械切割方法獲得切割斷面質(zhì)量較差,且加工過程中施加的機(jī)械力還會對元器件造成內(nèi)在的破壞,并在進(jìn)行曲線切割時,加工工序復(fù)雜、成本高。而激光的熱裂法切割能避免機(jī)械切割方法的不足,利用該方法獲得的切割斷面平直,并能夠通過數(shù)控編程實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的曲線切割,無需二次加工,可以大幅度的提高切割質(zhì)量及切割效率。因此,研究液晶玻璃的熱裂法切割技術(shù),具有一定的工程實(shí)際意義。在分析總結(jié)國內(nèi)外學(xué)者激光熱裂法切割技術(shù)的基礎(chǔ)上,本文利用熱權(quán)函數(shù)技術(shù)研究了液晶玻璃的熱裂法切割。熱權(quán)函數(shù)法是利用熱權(quán)函數(shù)與溫度乘積的積分來求激光熱源作用下裂紋尖端應(yīng)力強(qiáng)度因子變化歷程的一種方法。由于熱權(quán)函數(shù)只與物體的幾何形狀及邊界條件有關(guān),與時間和載荷類型無關(guān),因而在對激光切割液晶玻璃這類瞬態(tài)問題進(jìn)行分析時,可以免除求每一瞬時作用下裂尖的應(yīng)力強(qiáng)度因子所需作的有限元分析或邊界元分析,使計(jì)算過程大大簡化,計(jì)算效率得到極大提高。本文的主要內(nèi)容可以分為如下幾個方面:首先,從傳熱學(xué)、熱彈性力學(xué)和斷裂力學(xué)的基本理論方面分析了CO2激光切割過程中激光與被切割的液晶玻璃的作用機(jī)理、裂紋的擴(kuò)展機(jī)理及擴(kuò)展條件。其次,對權(quán)函數(shù)法求裂尖的應(yīng)力強(qiáng)度因子的基本原理進(jìn)行了介紹,進(jìn)而引出熱權(quán)函數(shù)法,并對其進(jìn)行數(shù)值算法的推導(dǎo)及化簡,接著對程序開發(fā)的步驟及開發(fā)過程中權(quán)函數(shù)及偏導(dǎo)數(shù)的有限元計(jì)算方法、數(shù)值積分計(jì)算方法進(jìn)行了相應(yīng)的研究,最終利用FORTRAN語言在ABAQUS環(huán)境下開發(fā)出I、II復(fù)合型裂紋熱權(quán)函數(shù)法的程序系統(tǒng)。再次,利用ABAQUS有限元軟件對激光的切割過程進(jìn)行模擬,得到其切割過程中溫度場的分布規(guī)律,并研究了激光切割參數(shù)對溫度場的影響,為實(shí)際切割過程中激光參數(shù)的選取提供參考。運(yùn)用熱權(quán)函數(shù)技術(shù)求出激光切割液晶玻璃過程中裂紋尖端的應(yīng)力強(qiáng)度因子的變化歷程,從應(yīng)力強(qiáng)度因子的角度研究熱裂法的機(jī)理,進(jìn)而利用該技術(shù)研究了激光參數(shù)、裂紋的長度、基板的尺寸、初始溫度及邊界條件對切割的影響。最后,通過正交試驗(yàn)法分析了激光功率、光斑半徑及掃描速度對切割能力影響的大小,并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了在激光熱裂法切割液晶玻璃的過程中激光參數(shù)的選取對裂紋擴(kuò)展的影響。
【關(guān)鍵詞】：熱權(quán)函數(shù) 液晶玻璃 應(yīng)力強(qiáng)度因子 熱裂法 激光
【學(xué)位授予單位】：浙江工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN873.93
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第1章 緒論11-21
• 1.1 引言11
• 1.2 課題研究的背景和意義11-13
• 1.3 熱裂法激光切割技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-18
• 1.4 本課題的主要研究內(nèi)容18-21
• 第2章 CO_2激光熱裂法切割液晶玻璃的基本理論21-33
• 2.1 引言21
• 2.2 激光的簡介21-24
• 2.2.1 激光的特性及應(yīng)用21-23
• 2.2.2 CO_2激光器的工作原理和特點(diǎn)23-24
• 2.3 熱裂法切割液晶玻璃的傳熱學(xué)理論24-26
• 2.3.1 傳熱學(xué)的基本理論24
• 2.3.2 熱傳遞的基本方式24-25
• 2.3.3 傳熱模型的邊界條件25-26
• 2.4 熱裂法切割液晶玻璃的熱彈性力學(xué)的基本理論26-27
• 2.5 熱裂法切割液晶玻璃的脆性斷裂力學(xué)理論27-31
• 2.5.1 裂尖附近的應(yīng)力場和位移場分析27-30
• 2.5.2 脆性材料應(yīng)力強(qiáng)度因子斷裂準(zhǔn)則30
• 2.5.3 液晶玻璃材料的裂紋擴(kuò)展方向的控制分析30-31
• 2.6 本章小結(jié)31-33
• 第3章 熱權(quán)函數(shù)法的基本原理及數(shù)值積分算法33-51
• 3.1 機(jī)械權(quán)函數(shù)的基本原理33-35
• 3.2 綜合權(quán)函數(shù)法的基本原理35-40
• 3.2.1 平面單一型裂紋的綜合權(quán)函數(shù)法37-38
• 3.2.2 平面復(fù)合型裂紋的綜合權(quán)函數(shù)法38-40
• 3.3 基于熱權(quán)函數(shù)法的數(shù)值計(jì)算40-43
• 3.3.1 熱權(quán)函數(shù)法的基本公式及計(jì)算格式40-41
• 3.3.2 權(quán)函數(shù)аU/аα及偏導(dǎo)數(shù)аΘ/аX的有限元計(jì)算方法41-43
• 3.4 熱權(quán)函數(shù)法的數(shù)值積分計(jì)算43-45
• 3.5 應(yīng)力強(qiáng)度因子計(jì)算系統(tǒng)的開發(fā)45-49
• 3.6 本章小結(jié)49-51
• 第4章 激光熱裂法切割模型的建立和仿真分析51-59
• 4.1 引言51
• 4.2 有限元模型51-52
• 4.3 切割過程中溫度場的分析52-56
• 4.3.1 切割過程中溫度場的分布53-54
• 4.3.2 切割過程中溫度的變化歷程54-56
• 4.4 激光參數(shù)對溫度的影響56-58
• 4.4.1 激光掃描速度對溫度的影響56
• 4.4.2 激光功率對溫度的影響56-57
• 4.4.3 光斑半徑對溫度的影響57-58
• 4.5 本章小結(jié)58-59
• 第5章 基于熱權(quán)函數(shù)技術(shù)的熱裂法切割技術(shù)的研究59-75
• 5.1 裂尖的應(yīng)力強(qiáng)度因子的變化過程59-60
• 5.2 激光參數(shù)對裂尖SIF的影響60-62
• 5.3 其它因素對裂尖應(yīng)力SIF的影響62-67
• 5.3.1 裂紋長度對SIF的影響62-63
• 5.3.2 初始溫度對SIF的影響63-64
• 5.3.3 邊界條件對SIF的影響64-65
• 5.3.4 幾何尺寸對SIF的影響65-67
• 5.4 正交設(shè)計(jì)法研究激光參數(shù)對裂尖SIF影響的主次順序67-71
• 5.5 激光熱裂法切割實(shí)驗(yàn)研究71-73
• 5.6 本章小結(jié)73-75
• 第6章 結(jié)論與展望75-77
• 6.1 結(jié)論75
• 6.2 展望75-77
• 參考文獻(xiàn)77-81
• 致謝81-83
• 攻讀學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目和成果83

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  本文關(guān)鍵詞：基于熱權(quán)函數(shù)技術(shù)的液晶玻璃熱裂法切割研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：395051