基于三維有限元分析新型多孔光纖破壞強(qiáng)化機(jī)理研究及截面參數(shù)設(shè)計(jì).pdf

1、光纖制造已經(jīng)從傳統(tǒng)光纖發(fā)展到了多孔光纖的新階段。雖然多孔光纖的制造技術(shù)已經(jīng)很成熟，但其表面或者內(nèi)部不可避免的會(huì)出現(xiàn)一些缺陷，如涂層和纖芯的脫離等。另外，多孔光纖在應(yīng)用的過(guò)程中，由于各種原因其表面會(huì)出現(xiàn)微裂紋。光纖在含有如上所述損傷情況下，其強(qiáng)度會(huì)受到很大的影響，往往發(fā)生脆性斷裂。光纖斷裂造成的經(jīng)濟(jì)損失是巨大的，本文正是以此為背景展開(kāi)研究。 本文基于三維有限元技術(shù)，使用ANSYS參數(shù)化設(shè)計(jì)語(yǔ)言對(duì)對(duì)光纖的破壞和強(qiáng)化機(jī)理進(jìn)行了研究。

2、 ANSYS參數(shù)化設(shè)計(jì)語(yǔ)言(APDL)是ANSYS的高級(jí)分析技術(shù)，利用APDL的程序語(yǔ)言可以實(shí)現(xiàn)參數(shù)化建模，施加參數(shù)化載荷和求解以及參數(shù)化后處理，從而實(shí)現(xiàn)參數(shù)化有限元分析的全過(guò)程。在參數(shù)化分析的過(guò)程中可以簡(jiǎn)單的修改其中參數(shù)達(dá)到反復(fù)分析各種尺寸，不同載荷大小的多種設(shè)計(jì)方案或者序列性產(chǎn)品，極大提高分析效率，減少分析成本。由于作者要考慮多種設(shè)計(jì)尺寸多孔光纖的破壞強(qiáng)化機(jī)理，手動(dòng)建立個(gè)別模型是不能滿足分析需要的。 本文應(yīng)用APDL語(yǔ)

3、言，實(shí)現(xiàn)了建模過(guò)程的程序化，自動(dòng)化，對(duì)不含損傷無(wú)涂層光纖，不含損傷帶涂層光纖，含纖芯涂層界面分層損傷光纖，含裂紋光纖在不同載荷和邊界條件下進(jìn)行了參數(shù)化處理和計(jì)算。通過(guò)三維有限元分析計(jì)算得到了以下結(jié)論： ◆光纖ASC026和OD0036B在端面固支拉伸載荷的工況下，存在兩個(gè)最大軸向應(yīng)力區(qū)Ⅰ和Ⅱ，區(qū)域Ⅱ應(yīng)得到充分重視。 ◆對(duì)于含涂層光纖，其在加載端和約束端的附近會(huì)出現(xiàn)高應(yīng)力區(qū)。截面參數(shù)的有效選取，可以降低這些區(qū)域的最大應(yīng)力值

4、。 ◆對(duì)于纖芯涂層界面存在分層損傷的光纖，局部最大軸向應(yīng)力出現(xiàn)在分層界面的纖芯表面上，光纖分層極有可能由此原因而產(chǎn)生擴(kuò)展。 ◆含分層損傷光纖的分層尺寸對(duì)光纖的局部最大軸向應(yīng)力有明顯的影響，對(duì)光纖整體最大軸向應(yīng)力基本沒(méi)有影響。分層位置的變化對(duì)光纖局部最大軸向應(yīng)力沒(méi)有明顯影響，對(duì)光纖整體最大軸向應(yīng)力有明顯影響。 ◆在端面固支邊界條件下，含分層損傷光纖的最大軸向應(yīng)力出現(xiàn)在分層一側(cè)約束端附近的涂層表面上，光纖涂層極易從這