基于广义Maxwell模型的非球面光学镜片成型模拟

张小兵^1,2，尹韶辉¹，朱科军¹，余剑武¹，陈逢军¹

1. 湖南大学国家高效磨削工程技术研究中心2. 湖南工程学院工程训练中心

摘 要：介绍了玻璃材料模压过程及其存在的问题,针对玻璃模压仿真过程中所表现粘弹性力学特性,提出了采用广义Maxwell模型来模拟,分析了模压过程中的热传递形式及其模型。采用MSC.MARC软件对玻璃L-BAL42圆柱模压实验进行仿真,结果表明,广义Maxwell模型能够较好地模拟实际模压中的粘弹性力学特性,在600℃时利用此模型得到的松弛曲线与理论上的松弛曲线十分吻合。通过对非球面光学镜片的模压成型过程进行模拟,发现玻璃的最大应力出现在与上下模接触处的侧边,随着温度的降低,最大应力变大、模压力逐渐升高,在上下模闭合时,模压力快速上升,通过分析得到了透镜边缘处最易破碎失效的结论,实际透镜模压结果证实了结论。最后对非球面的形状偏差进行了预测,表明随着中心距离的增加,偏差变大,偏差最大值超过了5μm。研究的结果对玻璃模压建模及非球面透镜的实际加工具有一定的指导意义。

关键词：非球面;玻璃模压成型;广义Maxwell模型;