磷酸二氫鉀(KH₂PO₄,KDP)晶體具有優(yōu)良的非線性光學(xué)特性,并且是唯一一種可在人工條件下生長(zhǎng)到500mm以上的非線性光學(xué)晶體,因此在慣性約束核聚變的激光光路中具有不可替代的重要作用。為了獲得滿足高能激光光路使用要求的晶體元件,目前主要采用單點(diǎn)金剛石飛切技術(shù)對(duì)大口徑KDP晶體元件的表面進(jìn)行加工。但是,當(dāng)前國(guó)內(nèi)采用的KDP晶體飛切加工工藝具有加工效率較低、加工表面質(zhì)量不穩(wěn)定等缺點(diǎn),僅憑現(xiàn)有的飛切加工水平還難以高效、穩(wěn)定地獲得滿足指標(biāo)要求的晶體元件。究其根本原因,是由于對(duì)KDP晶體基本力學(xué)性能及材料切削機(jī)理缺乏系統(tǒng)的研究,對(duì)于飛切加工中晶體表面形成過(guò)程及導(dǎo)致加工表面質(zhì)量降低的原因缺乏深入的理解。因此,本課題將從KDP晶體基本力學(xué)性能出發(fā),對(duì)其各向異性切削機(jī)理及表面形成過(guò)程等基本問(wèn)題進(jìn)行研究,并在此基礎(chǔ)上提出工藝改進(jìn)措施。本文的研究結(jié)果對(duì)于優(yōu)化KDP晶體飛切加工工藝、提高晶體加工表面質(zhì)量和加工效率具有重要的意義。針對(duì)KDP晶體的力學(xué)特性,本文提出一種更適合用于描述其應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系的本構(gòu)模型。該模型采用各向異性彈性模型描述其彈性階段的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系...

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究的目的意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 KDP晶體力學(xué)性能及本構(gòu)模型研究現(xiàn)狀
        1.2.2 KDP晶體飛切過(guò)程切削機(jī)理及表面形成研究現(xiàn)狀
        1.2.3 切削過(guò)程有限元仿真技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.2.4 KDP晶體表面缺陷研究現(xiàn)狀
        1.2.5 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀簡(jiǎn)析
    1.3 本課題的主要研究?jī)?nèi)容
第2章 KDP晶體本構(gòu)模型建立及力學(xué)參數(shù)辨識(shí)
    2.1 引言
    2.2 KDP晶體本構(gòu)模型建立
        2.2.1 KDP晶體力學(xué)特性
        2.2.2 KDP晶體力學(xué)本構(gòu)關(guān)系
        2.2.3 KDP晶體本構(gòu)模型有限元實(shí)現(xiàn)
        2.2.4 本構(gòu)模型計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確性驗(yàn)證
    2.3 KDP晶體力學(xué)性能參數(shù)辨識(shí)
        2.3.1 KDP晶體各向異性彈性常數(shù)確定
        2.3.2 KDP晶體不同晶面塑性參數(shù)辨識(shí)
        2.3.3 KDP晶體不同晶向斷裂參數(shù)辨識(shí)
    2.4 本章小結(jié)
第3章 KDP晶體脆塑轉(zhuǎn)變各向異性性能研究
    3.1 引言
    3.2 KDP晶體脆塑轉(zhuǎn)變各向異性仿真研究
        3.2.1 KDP晶體脆塑轉(zhuǎn)變深度有限元仿真模型
        3.2.2 脆塑轉(zhuǎn)變深度仿真結(jié)果
    3.3 KDP晶體脆塑轉(zhuǎn)變各向異性實(shí)驗(yàn)研究
        3.3.1 KDP晶體脆塑轉(zhuǎn)變深度測(cè)量方法
        3.3.2 脆塑轉(zhuǎn)變深度測(cè)量結(jié)果
    3.4 圓弧刃刀具切削KDP晶體的無(wú)損表面形成條件
    3.5 切削仿真及理論模型計(jì)算結(jié)果的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
        3.5.1 脆塑轉(zhuǎn)變深度仿真結(jié)果驗(yàn)證
        3.5.2 無(wú)損表面形成條件理論模型驗(yàn)證
    3.6 本章小結(jié)
第4章 KDP晶體切削力各向異性研究
    4.1 引言
    4.2 KDP晶體切削力各向異性仿真研究
        4.2.1 KDP晶體切削力有限元仿真模型
        4.2.2 KDP晶體切削力仿真結(jié)果
    4.3 圓弧刃刀具切削KDP晶體理論模型建立
    4.4 KDP晶體切削力各向異性實(shí)驗(yàn)研究
        4.4.1 切削力測(cè)量實(shí)驗(yàn)裝置
        4.4.2 切削力測(cè)量結(jié)果
    4.5 切削力仿真及理論計(jì)算結(jié)果的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
        4.5.1 切削力仿真結(jié)果驗(yàn)證
        4.5.2 切削力理論模型計(jì)算結(jié)果驗(yàn)證
    4.6 本章小結(jié)
第5章 KDP晶體飛切加工表面缺陷成因分析及抑制方法研究
    引言
    5.1 KDP晶體飛切加工表面缺陷形貌特征及成因分析
        5.1.1 KDP晶體飛切加工表面缺陷形貌特征
        5.1.2 KDP晶體飛切加工表面缺陷成因分析
        5.1.3 KDP晶體飛切加工表面缺陷成因驗(yàn)證
    5.2 KDP晶體飛切加工表面缺陷抑制方法研究
        5.2.1 切削參數(shù)對(duì)晶體表面缺陷影響實(shí)驗(yàn)研究
        5.2.2 刀具結(jié)構(gòu)優(yōu)化及其對(duì)晶體表面缺陷的影響
    5.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝
個(gè)人簡(jiǎn)歷



本文編號(hào)：3802943