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制造能力Manufacturing capacity
光學元件壓力加載
發布日期:2016-7-29   點擊次數:1521
很多情況下,光學元件必須承受一定的壓力。一方面承受一定壓力的光學元件必須有足夠的厚度才不致于在加載壓力時發生破裂。另一方面,由于厚度增加會使光學元件的透射性能下降,光學元件成本增加。因此,出于光學性能和成本方面的考慮,最好是盡量減小其厚度。
   下面列出的公式將介紹如何計算出承受一定壓力的光學元件所需的厚度。

在計算時,我們假設光學窗口邊緣由光學法蘭從下部支撐,上表面處于釋放狀態。這里沒有包括會影響某些特定應用場合所需厚度的一些重要因素,比如:

安裝法蘭的大小 由安裝或密封產生的應力 法蘭夾持應力 法蘭平整度 熱膨脹應力 ;振動效應 壓力循環或突增 熱沖擊熱循環 安裝表面的硬度 安裝表面的粗糙度 ;光學元件邊緣的粗糙度 所要滿足的光學指標 。

   由于不可能把所有這些因素都包括在分析中,最常見的做法是在公式中加入“安全系數”,這將使計算厚度增加到足以應付大多數應用的程度。這將得出下列公式:

一圓形窗口,其最小厚度為:

 

 

厚度(mm);

無支撐部分圓圈半徑mm;

壓力g/mm2);

S 安全系數,(安全系數4,通?梢员WC大多數安全應用);

斷裂模數,(g/mm2)。

 

長方形窗口,其最小厚度為

 

 

T 厚度(mm);

無支撐長度(mm;

Y :無支撐寬度(mm);

P 壓力g/mm2);

S 安全系數,(安全系數4,通?梢员WC大多數安全應用);

M 斷裂模數,g/mm2)。

 

單位換算:

1磅=0.4535924kg;  1英寸=25.4mm;     1磅/英寸2(psi)=0.703g/mm2

1磅/英寸2(psi)=0.006895兆帕(MPa)=0.0703千克/厘米2(kg/cm2)=0.0689巴(bar)=0.068大氣壓(atm);

1兆帕(MPa)=145磅/英寸2(psi)=10.2千克/厘米2(kg/cm2)=10巴(bar)=9.8大氣壓(atm) 

 

常用材料的斷裂模數M

硒化鋅:8000psi; 

硫化鋅:15000psi;

多光譜硫化鋅:10000psi;

鍺:13500psi;

砷化鎵:20000psi .

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