氦氖激光陀螺銦封接系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)化與封接應(yīng)力的研究.pdf

1、氦氖激光陀螺儀電極銦封接技術(shù)是維持微晶諧振腔真空環(huán)境的關(guān)鍵技術(shù)之一。本文以氦氖激光陀螺儀電極銦封接結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象，分析其殘余應(yīng)力和溫度對(duì)封接疲勞失效的影響，設(shè)計(jì)了氦氖激光陀螺儀電極銦封接系統(tǒng)。主要內(nèi)容如下:
　　基于彈塑性力學(xué)理論，分析了封接界面殘余應(yīng)力與撓度的關(guān)系，依據(jù)高等傳熱學(xué)理論，研究了封接過程中熱量傳遞方式，得出了溫度變化規(guī)律;構(gòu)建激光陀螺儀電極-腔體銦封接結(jié)構(gòu)的數(shù)學(xué)和物理模型，并依據(jù)封接過程確定求解邊界條件，對(duì)銦封接結(jié)構(gòu)

2、殘余應(yīng)力進(jìn)行理論計(jì)算和數(shù)值分析，獲得了銦封接結(jié)構(gòu)軸向、周向以及切向殘余應(yīng)力的變化規(guī)律;分析了銦絲環(huán)直徑、銦合金化學(xué)計(jì)量比對(duì)銦封接殘余應(yīng)力的影響，優(yōu)化了封接工藝參數(shù)，提高了諧振腔真空銦封接性能及封接強(qiáng)度，為激光陀螺儀電極熱壓銦封接系統(tǒng)后續(xù)設(shè)計(jì)提供了工藝參數(shù)與理論基礎(chǔ)。
　　依據(jù)黏塑性流體方程與損傷演化理論，選用Anand黏塑性模型進(jìn)行疲勞分析;根據(jù)幾何對(duì)稱性與載荷對(duì)稱性簡化銦封接結(jié)構(gòu)，構(gòu)建了二維有限元模型并給出邊界條件及黏塑性參數(shù);

3、基于構(gòu)建的有限元模型，分析循環(huán)溫度工況下銦封接結(jié)構(gòu)的疲勞失效問題，獲得其失效趨勢(shì)，依據(jù)塑性應(yīng)變累積效應(yīng)確定了危險(xiǎn)節(jié)點(diǎn)，并對(duì)應(yīng)力滯回環(huán)與溫度棘輪出現(xiàn)的根本原因進(jìn)行了分析。
　　基于前述銦封接模型的工藝參數(shù)、尺寸特征及封接技術(shù)難點(diǎn)，以提高加工效率為目的，確定了銦封接系統(tǒng)總體架構(gòu)，研究了以下幾方面內(nèi)容:從封裝夾具出發(fā)，確定了最優(yōu)定位點(diǎn)分布，實(shí)現(xiàn)了封接狀態(tài)中腔體的力閉合裝夾，并對(duì)裝夾可靠性進(jìn)行了分析;從機(jī)身結(jié)構(gòu)出發(fā)，對(duì)比了開式、閉式、半開