随着众多科技强国相继开展激光核聚变、激光武器等强激光装置的建设,现代光学系统对光学元件的口径、数量、质量提出了越来越高的要求。不仅要在短时间内完成大口径光学元件的加工,还需其具有较高的表面质量,这对传统光学加工领域来说是一大挑战。磁流变抛光是一项先进的柔性切应力抛光技术,具有不引入新的表面或亚表面缺陷、抛光过程中去除函数稳定,可实现微区定量修整、加工自由曲面等独特优势被广泛应用于超精密光学系统中光学元件的加工。而熔石英因其具有较高的激光损伤阈值,良好的透光性以及耐高温等优良特性成为了强光光学系统中必不可少的高能光学元件。面向更多数量、更大口径熔石英光学元件的超精密制造需求,针对当前磁流变抛光去除函数力场不完整,去除效率和表面质量优化缺乏理论指导等问题,开展基于综合应力场的熔石英磁流变抛光去除模型优化及应用研究工作,具体内容分为以下几点:(1)抛光区应力场分布研究。根据磁流变抛光液特性,对磁流变抛光过程进行合理简化,构筑描述抛光区应力场分布的数学模型并利用数值迭代方法求解该方程,完成对抛光区应力场分布的解析。(2)磁流变抛光去除函数模型优化及去除效率预测研究。对已有的磁流变抛光材料去除函数模型进行优化,探究磁流变抛光中材料去除机理,解析材料去除过程中压、剪应力耦联关系,实现压、剪应力的协调配合,优化材料去除函数模型,提高材料去除效率预测精度,并据此实现快速筛选工艺参数,获得磁流变高效率抛光最优参数,缩短工艺摸索时间,提高加工效率,为熔石英高效率材料去除提供理论支撑。(3)熔石英表面粗糙度预测方法研究。考虑到在高效率抛光的同时,也需控制工件表面质量满足实际应用需求这一情况,开展磁流变抛光区峰值压、剪应力与工件表面抛后粗糙度之间关系研究,探明峰值压、剪应力与粗糙度之间的内在联系,建立工件表面抛后粗糙度预测方法,为熔石英优质表面获取奠定理论基础。