浮法玻璃退火过程及其应力的数值模拟

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1、摘要本文概述了玻璃退火理论及其发展过程，浮法玻璃退火工艺和有限元理论。做了玻璃热冲击破坏实验，并以实验测得数据为初始条件进行热应力数值模拟，定性比较计算机数值模拟和物理试验的结果，认为两者之间相吻合，可以用ANSYS软件模拟玻璃的退火过程。模拟了结构应力的产生过程，发现结构应力产牛于玻璃膨胀系数升始变小的567℃，也就是说玻璃在进入退火窑B区之前就有廊力产生，而A区的冷却速度比较快，这对于玻璃的退火是不利的。同时计算玻璃完成退火后永久应力的大小。通过计算玻璃条纹对永久应力的影响发现：玻璃条纹处产生很人的应力，且应力的大小与条纹宽度有关，条纹越窄廊力值越人。根据退火窑

2、牛产日志记录的C区出口介质温度，模拟了浮法玻璃在c区冷却过程中在厚度方向形成的温差席力；从C区横截而流体热分析，可知窑内流体温度分布和流动情况；计算了由流体温差导致的玻璃板横向温差应力。发现在玻璃带的边部上表面形成很大的张应力，其值为17．09MPa，与玻璃的抗张强度相差不大，很容易造成玻璃带纵向炸裂。而玻璃以理想条件快速冷却，大约以C区冷却速度的4倍冷却时所产生的最大张应力为18．6MPa。可见玻璃板上下表面不等速冷却和边部冷却过快是影响C区冷却速度的丰要因素。关键词浮法玻璃；退火；虑力；ANSYS软件：数值模拟燕山大学：L学硕士学位论文AbstractThede

3、velopmentofglassannealingtheory,theannealingtechniqueoffloatglassandthefiniteelementtheoryhasbeensummarizedinthispaper．Theexperimentsofthermalshockonglasshavebeencarriedout，inwhichthethermalstressdistribution，aswellasthetemperaturedistribution，weremeasuredandtheUusedastheinitialCOnditi

4、oninthenumeriealsimulation．TheresultsofphysicsexperimentandnumericalsimulationwerecomparedwitlleachotherandrevealedthatANSYSissuitableforthesimulationofglassannealingprocess．Theproducingprocessofstructuralstresswassimulated．where567℃wasfoundouttobethetemperature，atwhichstructuralstress

5、generatesandexpansioncoefficientoffloatglassdiminishes．ThatistOsaythestressappearsbeforetheglassribbonentersregionB．However,thecoolingrateinregionAisgreaterthanthatinregionB，andthisisunfavorabletOthestressrelaxation．Thenumericalvalueofpermanentstressinglasswancalculatedaswell．Afterthes

6、imulationthepermanentstressincoolingprocessofglasswithstripe，thestressthereisfoundouttobeverylargeinthestriperegion，andthevalueofstressisrelatetothewidthofstripe，i．e．，themorenarrowofthestripe，thegreaterofthestressthere．UsingtheairtemperatureasainitialconditionattheexitofregionC，whichis

7、inaccordancewiththerecordsofmanufacturelogontheannealingkiln，andthensimulatingthethermalstressinthicknessdirectionoffloatglassinthecoolingprocess，weobtainedthetemperaturedistributionandtheflowingstatusofair；andalsocalculatedthetransversethermalstresscausedbythefluidtemperaturediffere