浮法玻璃退火过程中应力的理论研究

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玻璃在退火过程中会形成暂时应力和永久应力。应力的大小与分布均匀程度会直接影响到玻璃的切载、运输、深加工以及日常使用的安全性,是衡量玻璃质量好坏的一个重要指标。本文从理论上分析了玻璃内应力的形成原因及过程,并基于ANSYS有限元,建立了浮法玻璃的数值模型,模拟了玻璃退火过程中内应力的形成规律,计算出了应力值的大小。对实际玻璃退火工艺的改进和提高有一定的指导意义。主要研究内容如下:首先介绍了玻璃退火理论和松弛理论,并分析了玻璃在退火过程中暂时应力、结构应力与永久应力的形成原因。又从理论上导出了暂时应力和永久应力的计算公式。其次基于ANSYS有限元法,建立了玻璃的弹性体数值模型。并根据玻璃的成分和退火窑有关数据,推导出了模拟退火过程中结构应力所需要的玻璃参数属性和边界条件。同时模拟了残余温差应力,并与结构应力叠加,计算出了玻璃完成退火后永久应力的大小。最后根据玻璃成分得到了玻璃在380℃、480℃时的材料属性,并基于热平衡方程推导出了模拟C区退火所需的第三类边界条件。在此基础上,模拟了理想条件下玻璃在C区的退火。改变边界条件,对玻璃进行快速退火冷却模拟,计算出了暂时应力。进一步基于典型浮法玻璃生产线的退火窑日志,对C区存在玻璃板上下板温差的情况进行了模拟。
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