光纖陶瓷套筒應(yīng)力分析

1、光纖連接器用氧化鋯陶瓷套筒受力分析(圖文)發(fā)布時(shí)間：200861010:48:15訊石光通訊咨詢網(wǎng)作者：iccsz摘要:本文采用有限元法計(jì)算了光纖連接器插芯插拔過程中，不同條件下氧化鋯陶瓷套筒受到的應(yīng)力狀況；采用力學(xué)試驗(yàn)機(jī)測(cè)試了陶瓷套筒的壓碎強(qiáng)度。計(jì)算及測(cè)試結(jié)果顯示，插芯在陶瓷套筒中正常插拔時(shí)，陶瓷套筒受到的最大應(yīng)力小于100MPa，而陶瓷套筒的壓碎強(qiáng)度一般為10至25公斤，相當(dāng)于可以承受450至1150MPa的應(yīng)力；但當(dāng)陶瓷套筒受到2

2、公斤的局部集中載荷時(shí)，陶瓷套筒受到的應(yīng)力將達(dá)到2000MPa以上，超過陶瓷套筒的強(qiáng)度，而引起陶瓷套筒的破碎。1前言前言光纖連接器是光纖通信系統(tǒng)中不可缺少的無源器件，主要用于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中設(shè)備間、設(shè)備與儀表間、設(shè)備與光纖間以及光纖與光纖間的非永久性固定連接。大多數(shù)的光纖連接器由三部分組成：兩個(gè)配合插頭（插芯）和一個(gè)耦合套筒。兩個(gè)插芯裝進(jìn)兩根光纖尾端；耦合套筒起對(duì)準(zhǔn)的作用，套筒多配有金屬或非金屬法蘭，以便于連接器的安裝固定。目前套筒使用的材料主

3、要為氧化鋯陶瓷和磷青銅，氧化鋯陶瓷套筒由于具有精度高、插入損耗小、使用壽命長等特點(diǎn)，使用日益廣泛。由于陶瓷套筒對(duì)于材料及加工要求極高，多年來，日本一直壟斷著陶瓷套筒的生產(chǎn)。近年來，國內(nèi)企業(yè)與研究單位合作，解決了從氧化鋯陶瓷原料到精密加工的技術(shù)難題，掌握了具有完全知識(shí)產(chǎn)權(quán)的陶瓷套管生產(chǎn)技術(shù)，大規(guī)模批量生產(chǎn)出了氧化鋯陶瓷套筒，質(zhì)量完全達(dá)到了日本產(chǎn)品的技術(shù)要求。由于維護(hù)中轉(zhuǎn)接跳線和正常測(cè)試等需要，光纖連接器經(jīng)常要進(jìn)行插拔，因此對(duì)于套筒的插拔壽

4、命即最大可插拔次數(shù)有一定的要求，即光纖連接器在正常使用條件下，經(jīng)規(guī)定次數(shù)（一般要求500至1000次）的插拔，各元件無機(jī)械損傷，附加損耗不超過限值（通常規(guī)定為0.2dB），光纖連接器的插拔壽命一般是由插芯及套筒的磨損及破損情況決定的。使用開槽氧化鋯套筒時(shí)，磨損可以忽略不計(jì)，陶瓷套筒的破損是影響壽命的主要因素。陶瓷套筒在使用過程中的破碎原因非常復(fù)雜，歸納起來有以下幾種情況：（1）陶瓷套筒的強(qiáng)度過低，經(jīng)受不住插芯插入時(shí)所產(chǎn)生的應(yīng)力。（2）陶

5、瓷套筒由于靜態(tài)疲勞而產(chǎn)生破碎。（3）長期在高溫潮濕情況下，氧化鋯陶瓷套筒產(chǎn)生大量四方相到單斜相的自發(fā)馬氏體相變，從而導(dǎo)致套筒強(qiáng)度大幅度降低。(4)人為非正常插拔，使陶瓷套筒產(chǎn)生局部應(yīng)力集中。(5)金屬或非金屬法蘭質(zhì)量不合格。我們的研究表明，在光纖連接器的使用條件下，陶瓷套筒由于靜態(tài)疲勞和自發(fā)馬氏體相變而破損的可能性極小，本文將針對(duì)第1及第4種破損情況，通過有限元計(jì)算對(duì)套筒的實(shí)際強(qiáng)度及其插拔過程中陶瓷套筒所受應(yīng)力進(jìn)行分析，為陶瓷套筒的生產(chǎn)

6、及使用廠家提高參考。2陶瓷套筒強(qiáng)度分析陶瓷套筒強(qiáng)度分析采用日本島津萬能力學(xué)試驗(yàn)機(jī)對(duì)國內(nèi)外不同廠家生產(chǎn)的陶瓷套管進(jìn)行抗壓強(qiáng)度測(cè)試，因此也可以采用2.510mm的插芯進(jìn)行插拔試驗(yàn)，檢驗(yàn)陶瓷套筒的強(qiáng)度，進(jìn)行保證試驗(yàn)，以保證套筒在2.499mm標(biāo)準(zhǔn)插芯插拔時(shí)步產(chǎn)生破壞。5結(jié)論結(jié)論通過以上對(duì)陶瓷套筒在不同情況下所受的應(yīng)力分析，對(duì)于陶瓷套筒在插芯插拔過程中產(chǎn)生的破碎問題，可以得到以下結(jié)論：（1）正常插拔情況下，標(biāo)準(zhǔn)插芯插入陶瓷套筒時(shí)，將使套筒受到小