超细金刚线母线的超声振动拉拔技术与方法研究

发布时间：2023-10-02 01:52

　　近年来,光伏行业在诸多方面都取得了较大的发展,推动了相关产业,如硅晶制造、硅片切割行业的转型升级,光伏原材料硅片的需求量也有爆发式的增长。当前生产硅片行业应用最广泛、产能最高的技术手段是金刚线切割方法,但目前金刚线母线的制造还存在较大缺陷,力学性能和表面质量较差,当线材存在残余应力时很容易发生卷曲破断,给硅片连续切割加工带来很大影响。以往的研究表明超声振动拉拔方法在降低拉拔应力、均匀化残余应力和改善表面质量上都有较显著的效果,因此本文以实际拉丝生产工况为基础,设计了一种能够与拉丝机配合的超声换能器,从理论、仿真和实验等方面对拉拔力、圈径、表面质量、拉拔温度等关键参数进行研究,提出改善金刚线母线质量的方法。在拉拔的理论研究上,本文通过分解减径区的速度来计算各向应变率,进而计算变形过程中的内部变形能、摩擦能和剪切应变能,通过功率平衡方法计算出输入功率大小,从而得到拉拔主应力的计算公式;把减径区看作圆锥形热源模型,推导面热源传热公式,计算减径区各点的温升情况。使用软件对推导出的应力、温度公式进行数值分析,确定各参数的影响规律。建立拉拔加工区的有限元模型,以三种不同的加载方式进行接触仿真分析,...

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题的来源与研究的背景和意义
        1.1.1 课题的来源
        1.1.2 研究的目的和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 超声振动拉拔机理研究现状
        1.2.2 拉拔热分析研究现状
        1.2.3 超声拉拔仿真分析研究现状
        1.2.4 超声振动换能器研究现状
    1.3 当前研究中存在的不足
    1.4 本论文主要研究内容
第2章 超声振动拉拔的数学模型
    2.1 引言
    2.2 超声振动拉拔力学模型
    2.3 超声振动拉拔温度模型
        2.3.1 瞬时热源温度模型
        2.3.2 持续热源温度模型
    2.4 数值仿真与结果分析
        2.4.1 力学模型数值仿真
        2.4.2 温度模型数值仿真
    2.5 本章小结
第3章 金刚线母线超声拉拔仿真分析
    3.1 引言
    3.2 材料特性与建模
        3.2.1 材料应力应变曲线
        3.2.2 建模与加载条件分析
    3.3 超声振动拉拔接触仿真分析
        3.3.1 变形与摩擦分析
        3.3.2 圈径分析
    3.4 超声振动拉拔温度分析
        3.4.1 拉拔热源温度分析
        3.4.2 传热分析
    3.5 本章小结
第4章 超声拉拔换能器设计与实验研究
    4.1 引言
    4.2 超声换能器设计与测试
        4.2.1 超声换能器设计
        4.2.2 换能器动力学分析
        4.2.3 换能器性能测试
    4.3 超声振动拉拔实验装置
    4.4 实验结果分析
        4.4.1 拉拔力与圈径分析
        4.4.2 热成像仪观测结果
        4.4.3 扫描电子显微镜测试结果
        4.4.4 实验结果对比分析
    4.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢



本文编号：3849863