[發(fā)明專利]基于光纖切割斷裂面型仿真的切割條件優(yōu)化方法、系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910447460.1
• 申請日: 2019-05-27
• 公開（公告）號: CN110222392B
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發(fā)明（設計）人: 楊遠洪;孫奕;王子垚
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06T17/00;G02B6/25
• 代理公司: 北京市恒有知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 11576
• 代理人: 郭文浩;尹文會

本發(fā)明屬于光纖切割技術領域，具體涉及了一種基于光纖切割斷裂面型仿真的切割條件優(yōu)化方法、系統(tǒng)，旨在解決無法對光纖切割斷裂面型仿真并優(yōu)化切割條件的問題。本發(fā)明方法包括：獲取光纖仿真力學模型，并賦予切割條件；對模型進行裂紋擴展計算，并對計算結果幾何化處理，提取三維數(shù)據(jù)集；通過對數(shù)據(jù)集進行插補處理獲得光纖仿真斷裂面型，并建立光纖切割基準評價面；計算光纖仿真斷裂面型與光纖切割基準評價面的誤差值，輸出誤差值小于設定閾值的光纖仿真斷裂面型對應的切割條件。本發(fā)明以仿真的方式獲取光纖最優(yōu)切割條件，無需打磨即可切出高質量的斷裂面。

技術領域

本發(fā)明屬于光纖切割技術領域，具體涉及了一種基于光纖切割斷裂面型仿真的切割條件優(yōu)化方法、系統(tǒng)。

背景技術

光纖端面質量是實現(xiàn)光纖間高質量端接和熔接、光纖-光波導耦合和光纖-半導體激光管芯耦合等技術和工藝的關鍵，目前一般采用切割和研磨兩種方式獲得高質量的光纖端面。隨著光纖技術的發(fā)展，光纖結構越來越復雜，出現(xiàn)了由單一材料制成、通過周期結構實現(xiàn)導光和性能調控的光子晶體光纖和一些特殊材料光纖，研磨技術由于要用到超細研磨料和溶劑，對一些特殊的光纖不適用。在這些情況下，切割技術成為唯一的選擇，但要保證好的切割效果，形成高質量的切割端面，切割條件的優(yōu)化是基本的要求。

為了研究光纖切割中最優(yōu)的切割條件，形成高質量的切割端面，對光纖切割過程的仿真具有十分重要的意義，而現(xiàn)有技術中尚無光纖切割斷裂面型仿真和切割條件優(yōu)化的方法。

發(fā)明內容

為了解決現(xiàn)有技術中的上述問題，即無法對光纖切割斷裂面型仿真并優(yōu)化切割條件的問題，本發(fā)明提供了一種基于光纖切割斷裂面型仿真的切割條件優(yōu)化方法，該切割條件優(yōu)化方法包括：

步驟S10，獲取待切割光纖的光纖仿真力學模型，并將該模型作為第一模型；

步驟S20，將輸入的切割條件賦予所述第一模型，得到第二模型；

步驟S30，對第二模型進行裂紋擴展計算，獲取裂紋擴展計算結果；

步驟S40，對所述裂紋擴展計算結果進行幾何化處理，提取光纖斷裂面三維數(shù)據(jù)集；

步驟S50，對所述光纖斷裂面三維數(shù)據(jù)集進行插補處理，獲得光纖仿真斷裂面型；

步驟S60，基于所述光纖仿真斷裂面型建立光纖切割基準評價面，計算所述光纖仿真斷裂面型與所述光纖切割基準評價面的誤差值；若所述誤差值大于設定閾值，則更新輸入的切割條件并跳轉至步驟S20，否則輸出所述光纖仿真斷裂面型對應的切割條件。

在一些優(yōu)選的實施例中，步驟S10中“獲取待切割光纖的光纖仿真力學模型”，其方法為：

步驟S101，基于光纖的材料、結構、規(guī)格信息，采用三維建模軟件建立光纖三維幾何模型；

步驟S102，基于所述光纖三維幾何模型中預設長度的模型、光纖的材料、結構、規(guī)格信息進行有限元分析，并進行網(wǎng)格劃分，獲得待切割光纖的光纖仿真力學模型。

在一些優(yōu)選的實施例中，步驟S30中“對第二模型進行裂紋擴展計算，獲取裂紋擴展計算結果”，其方法為：

步驟S301，通過裂紋擴展計算，對所述步驟S102中得到的網(wǎng)格重新劃分，獲得含有裂紋的光纖斷裂模型；

步驟S302，基于所述含有裂紋的光纖斷裂模型的預設載荷步計算強度因子，并更新裂紋擴展網(wǎng)格。

在一些優(yōu)選的實施例中，步驟S40中“對所述裂紋擴展計算結果進行幾何化處理，提取光纖斷裂面三維數(shù)據(jù)集”，其方法為：

步驟S401，對所述裂紋擴展計算結果進行幾何化處理，獲得光纖裂紋擴展計算后的光纖斷裂模型的幾何模型；