Остаточные напряжения в элементах анизотропного оптического волокна "Панда" с учетом технологических несовершенств геометрии

• Автор: Семенов, Никита Владимирович
• Шифр специальности: 01.02.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Пермь
• Количество страниц: 108 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Е АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ И ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ В АНИЗОТРОПНОМ ОПТИЧЕСКОМ ВОЛОКНЕ И ЕГО
ЗАГОТОВКАХ

1Л. Модели формирования напряженного состояния в стеклующихся

материалах

1.2. Прогнозирование напряжённого состояния в анизотропных

оптических волокнах

1.4. Выводы по главе

2. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ НЕСОВЕРШЕНСТВ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ КВАРЦЕВЫХ ОПТИЧЕСКИХ ВОЛОКОН «ПАНДА» И КОНСТРУКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ИХ ЗАГОТОВОК
2.1. Исследование закономерностей отклонения реальных геометрических параметров силовых стержней оптических волокон типа «Панда» от проектных значений
2.2. Исследование формы поперечного сечения оптических волокон типа «Панда» и закономерностей отклонения реальных геометрических параметров сечения от проектных значений
2.3. Выводы по главе
3. ЧИСЛЕННЫЙ АНАЛИЗ ЭВОЛЮЦИИ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ В ЗАГОТОВКАХ СИЛОВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ОПТИЧЕСКОГО ВОЛОКНА ТИПА «ПАНДА» С УЧЕТОМ ОТКЛОНЕНИЙ ФОРМЫ ПОПЕРЕЧНОГО СЕЧЕНИЯ ОТ ПРОЕКТНОЙ ГЕОМЕТРИИ

3.1. Постановка задачи о нахождение технологических напряжений в заготовке силового стержня для плоского случая
3.2. Численное решение задачи о нахождении технологических и остаточных напряжений в силовом стержне после охлаждения..
3.3. Анализ технологических и остаточных напряжений после отжига силового стержня
3.4. Выводы по главе
4. ЧИСЛЕННЫЙ АНАЛИЗ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ В ОПТИЧЕСКОМ ВОЛОКНЕ ТИПА PANDA С УЧЕТОМ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ НЕСОВЕРШЕНСТВ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ФОРМЫ ПОПЕРЕЧНОГО СЕЧЕНИЯ
4.1. Постановка задачи о прогнозировании остаточных напряжений в анизотропном оптическом волокне
4.2. Численный анализ полей остаточных напряжений в волокне типа «Панда» с учётом отклонений значений размера и положения силовых стержней от проектных
4.3. Численный анализ влияния размера и положения силовых стержней на остаточные напряжения и двулучепреломление волокна
4.4. Численный анализ влияния формы и ориентации светопроводящей жилы на остаточные напряжения и двулучепреломление
4.5. Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Волоконная оптика зарекомендовала себя как одна из наиболее перспективных областей развития науки, средств передачи информации, приборостроения и машиностроения. Сегодня самые передовые технические решения не обходятся без использования оптических световодов. Тем не менее разные области применения волокон характеризуются своими уникальными особенностями. Одним из таких важных направлений использования является приборостроение. Оптические волокна используются для разных типов датчиков физических величин. Например, широкое применение получили волоконно-оптические гироскопы (ВОТ), измеряющие абсолютную (относительно инерциального пространства) угловую скорость. Высокая точность, малые габариты и масса конструкции, большой диапазон измеряемых скоростей, высокая надёжность и долговечность, обеспечиваемая за счёт отсутствию движущихся частей — это те преимущества, благодаря которым подобные датчики используются в современных навигационных приборах сложной военной и гражданской техники. Главным чувствительным элементом ВОГ является катушка из кварцевого одномодового оптического волокна и от его характеристик зависит качество устройства.
Для изготовления подобных датчиков используется специальный тип волокна, так называемое анизотропное одномодовое кварцевое оптическое волокно. Такое волокно обеспечивает устойчивую поляризацию световых лучей, высокую оптическую линейность и достаточно малое затухание. Его изготавливают с помощью высокотемпературной вытяжки заготовок полученных методом модифицированного метода химического осаждения из газовой фазы (МСУЭ) с дальнейшим охлаждением. Кроме того, подобные волокна характеризуются наличием специальных конструктивных элементов,

ак =*’/(?*). Ьк =0, ск=3К'іі<Рк+і) КШІ,
(<Рк+1 “%-)

Если в качестве узловых неизвестных подставить значения математического ожидания радиусов Я 'м <(рк) в соответствующих угловых координатах, то получим аппроксимацию наиболее вероятной зависимости описывающей реальную форму сечения границы Г,, рис. 2.10.

Рис. 2.10 - аппроксимации кубическими сплайнами математического ожидания зависимостей описывающих реальную форму границы Г,, где [/,-,/ = 1,9 - узлы аппроксимирующих полиномов.
При моделировании возможных конфигураций геометрии сечения силовых стержней возможно использовать имеющиеся статистические зависимости, показывающие распределения значений радиусов Я' (<рк) для угловых координат <рк , которые совпадают с координатами узловых точек.
Если соотнести номера узлов и угловых координат <рк, тогда мы имеем возможность воспользоваться законами распределения радиусов в узлах аппроксимирующих сплайнов, которые показаны на рисунке 2.11. Узлы и,,иг,и^и^и5,иб,и1,и% соответствует угловым координатам
(рх,(р^(ръ,%,(рхъ,срх1,(ргь,(рм соответственно.