磷酸二氫鉀(KH₂PO₄,KDP)晶體具有優(yōu)良的非線性光學特性,并且是唯一一種可在人工條件下生長到500mm以上的非線性光學晶體,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,目前主要采用單點金剛石飛切技術對大口徑KDP晶體元件的表面進行加工。但是,當前國內采用的KDP晶體飛切加工工藝具有加工效率較低、加工表面質量不穩(wěn)定等缺點,僅憑現(xiàn)有的飛切加工水平還難以高效、穩(wěn)定地獲得滿足指標要求的晶體元件。究其根本原因,是由于對KDP晶體基本力學性能及材料切削機理缺乏系統(tǒng)的研究,對于飛切加工中晶體表面形成過程及導致加工表面質量降低的原因缺乏深入的理解。因此,本課題將從KDP晶體基本力學性能出發(fā),對其各向異性切削機理及表面形成過程等基本問題進行研究,并在此基礎上提出工藝改進措施。本文的研究結果對于優(yōu)化KDP晶體飛切加工工藝、提高晶體加工表面質量和加工效率具有重要的意義。針對KDP晶體的力學特性,本文提出一種更適合用于描述其應力-應變關系的本構模型。該模型采用各向異性彈性模型描述其彈性階段的應力-應變關系...

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【學位級別】：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 國內外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 KDP晶體力學性能及本構模型研究現(xiàn)狀
        1.2.2 KDP晶體飛切過程切削機理及表面形成研究現(xiàn)狀
        1.2.3 切削過程有限元仿真技術研究現(xiàn)狀
        1.2.4 KDP晶體表面缺陷研究現(xiàn)狀
        1.2.5 國內外研究現(xiàn)狀簡析
    1.3 本課題的主要研究內容
第2章 KDP晶體本構模型建立及力學參數(shù)辨識
    2.1 引言
    2.2 KDP晶體本構模型建立
        2.2.1 KDP晶體力學特性
        2.2.2 KDP晶體力學本構關系
        2.2.3 KDP晶體本構模型有限元實現(xiàn)
        2.2.4 本構模型計算結果準確性驗證
    2.3 KDP晶體力學性能參數(shù)辨識
        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
        2.3.3 KDP晶體不同晶向斷裂參數(shù)辨識
    2.4 本章小結
第3章 KDP晶體脆塑轉變各向異性性能研究
    3.1 引言
    3.2 KDP晶體脆塑轉變各向異性仿真研究
        3.2.1 KDP晶體脆塑轉變深度有限元仿真模型
        3.2.2 脆塑轉變深度仿真結果
    3.3 KDP晶體脆塑轉變各向異性實驗研究
        3.3.1 KDP晶體脆塑轉變深度測量方法
        3.3.2 脆塑轉變深度測量結果
    3.4 圓弧刃刀具切削KDP晶體的無損表面形成條件
    3.5 切削仿真及理論模型計算結果的實驗驗證
        3.5.1 脆塑轉變深度仿真結果驗證
        3.5.2 無損表面形成條件理論模型驗證
    3.6 本章小結
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驗研究
        4.4.1 切削力測量實驗裝置
        4.4.2 切削力測量結果
    4.5 切削力仿真及理論計算結果的實驗驗證
        4.5.1 切削力仿真結果驗證
        4.5.2 切削力理論模型計算結果驗證
    4.6 本章小結
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)對晶體表面缺陷影響實驗研究
        5.2.2 刀具結構優(yōu)化及其對晶體表面缺陷的影響
    5.3 本章小結
結論
參考文獻
攻讀學位期間發(fā)表的學術論文
致謝
個人簡歷



本文編號：3802943