ansysy分析光盘！！

youly2003

请教：
       今天，老师布置了一道光盘的题，不会阿，求助阿~~~~~~
       标准光盘在运行时的应力分析.
       主要问题：1.光盘材料是什么？铝合金？
                          2.光盘材料若是铝合金，则其弹性模量是多少？


希望多介绍一下，例如边界条件和荷载作用形式，谢谢

[ 本帖最后由 wei1012 于 2007-7-2 18:42 编辑 ]

wei1012

这个题目有意思啊！

先明确光盘在运行时的边界条件和外界的荷载情况。
希望大家多讨论。

这个就当是加分题目。

hanty

一、光盘的材料
         盘基是光盘的躯体，是光盘生产过程中的主要消耗材料，也是光盘生产主要的成本构成，光盘所有的信息都保存在盘基上（可擦写和可写入的光盘除外）。在光盘发展过程中，人们不断寻找品质更高、成本更低的盘基材料。最早人们找到了乙烯树脂，并用它制作直径300mm的LD光盘。由于此材料无法适应直径120mm光盘制作所需要的条件，在短暂的辉煌后，人们在二十世纪70年代找到了聚丙稀酸脂——PMMA作为盘基材料。这种盘基材料高达93%的光线通透率，使激光束不受阻碍的进入光盘内部，但其类似晶体的结构却使生产周期长达7-8秒，严重影响了生产效率，除此以外，PMMA硬度较大，盘片不易划伤，但却容易折断。日前，笔者在北京举行的光存储技术会议上，看到一种革新的PMMA材料，该材料正在香港及其它地区的复制生产线进行实验，一旦规模生产实验成功，其高透明度、高硬度（可达到4H铅笔无划伤，聚碳酸脂只能达到HB硬度）、不变色和低廉的价格将成为市场上竞争的生力军。
            目前，光盘多采用聚碳酸脂（Polycarbonate，简称PC）作为盘基材料。聚碳酸脂是由拜尔（Bayer）公司于1956年研制成功的，于1982年同菲力普（Philip）公司共同改进成高精度的光学材料，最终由拜尔公司同爱迪生创办的美国通用电气（GE）公司一同完成工业化生产并共同申请了此技术的专利。到目前为止，这些公司也并没有放慢革新的脚步，仍在不断对PC材料进行革新，我们现在使用的PC材料已经同发明初期的性能有较大差异。同PMMA相比，PC材料透明度略逊一筹，只能达到90%，不过对于一般用途这已经足够了，其它性能却远远高于PMMA。首先是它的机械性能较高，有经验的读者可能尝试过将一张光盘弯曲，没有裂痕的光盘有的甚至可以弯曲至几乎贴合也不会折断（笔者曾在复制厂试过，您若效仿，如有损失，概不负责），这说明PC材料的韧性和强度均较高；其次是它具有较高的流动性和较低的熔融指数（低于70克/10分钟）。从这些数据可以看出，目前光盘生产效率的提高（平均每片1-3秒）同盘基材料的革新有密切关系。它的主要缺点是表面硬度较差，在日光照射下容易发黄，长期耐蒸汽、热水性不佳，耐化学药性、溶剂性不好。
            PC是最终的盘基材料吗？也未必，国外的研究机构已经研制出来了PC的替代产品多环己乙烯——PCHE。这种盘基材料是人类目前发现的最轻的聚合物，具有更轻的重量、更加好的光学通透性。用PCHE材料制作的光盘可以在光驱中以更高的速度运转，而抖动和温度也不会大幅度提升。目前，此类材料还未在生产中使用，人们希望能够通过它的特殊性，通过控制来源的方法，遏止猖獗的盗版行为。
            
二、PC材料的主要性能指标
            前面我们已经提到了PC材料是目前应用最广泛的盘基材料，那么如何衡量一种盘基材料的优劣呢？下面我们详细探讨一下这个问题。
            1．光通透性
            既然是光存储设备，自然对光学性能的要求就较高，也就是说盘基材料在特定（800nm）波长的入射光线下的通透率要达到90%左右，这样激光头的读取光线才能毫无阻碍的通过盘基材料。
            2．双折射率
               除了通透性以外，盘基材料还要有较小的双折射率。对于CD材料来讲，盘基的光程差要小于+-50nm（单程）。那么什么是双折射呢？当读取头射出的激光束通过盘基材料进入盘基内部的时候，会产生两个相干的线性偏振光波（见图三），这两个光波的电场矢量分别在X方向和Y方向。盘基内聚碳酸脂分子链延X方向取向，光波延Z方向传播。当光线透过基片时，它们将具有不同的电子极化率，因此有不同的折射指数nx和ny，这导致两个光波产生相位差，这个相位差在光波离开基片后仍能保存下来，相位差的大小由nx和ny以及盘基的法向距离d决定。这两个折射率的差就是双折射率。根据盘基内聚碳酸脂分子链的取向状态不同，在不同空间方向可能产生不同的双折射率。
            有哪些因素影响光盘的双折射率呢？有以下参数影响光盘的双折射率：熔体温度、注射速度、保压压力、模具温度、锁模力。
            熔体温度是PC料在加热区的最终温度，一般为300-340℃度，并且从进料口到出料口温度逐渐递增；注射速度是PC料注射入模具的速度，经过实验这个速度最好在30-60cm3/s（相当于直径为32mm的螺杆以40-80mm/s的速度注入），整个注塑时间约为0.5秒。
            保压压力是PC料注入模腔后为保证PC料通母片贴合模具所产生的压力。保压压力应该随时间的递减逐渐消除，整个保压过程不小于1秒。当浇口厚度小于0.4mm的时候，保压压力最高为400bar，浇口厚度越小，则压力越大直至1100bar。
            模具温度是成型模具所保持的温度，这个温度主要便于浇口的安全分离和生产过程不受影响，一般设置为70-120℃。
            除了以上的因素外，还应注意光盘外缘附近会出现或大或小的光程差峰值，经过退火实验证明这同被冻结的内应力有关，这个峰值极容易受压力大小和保压过程影响，同时还同浇口系统和模腔的排气有关。当应力较大的时候，应该在125℃的温度下保温30分钟回火处理，就可以消除这些应力。
            3.贴合率
            如果阅读过本刊上期刊登的“光盘批量复制秘密”的读者一定了解到，批量生产光盘的信息是通过PC料填充模片的凹坑来获得的，也了解到这些凹坑同尘埃的大小差不多。如果要获得同模片完全相反的镜向信息，PC料就必须完全填充模片的凹坑，这就要求PC料要具有相当好的贴合率。虽然一般的VCD或CD都有一些纠错能力，但CD-ROM产品就差很多，所以在生产过程中CD-ROM产品的次品率要高于VCD和CD。由于DVD产品的坑点更加细小，所以对PC料贴合率的要求更高。
            4、流动性
            PC料从模具的中心注入模腔，并充满整个模腔，这要求PC料具有相当好的流动性，能够迅速均匀的填充模腔。过去我们从很多盗版光盘上可以看到很明显的象云一样的东西，这就是PC料未能在模腔内均匀分布的结果，这些不均匀的情况会影响光盘读取的准确性，甚至使整张光盘报废。
            5、尺寸的稳定性
            在光盘的整个成型过程中，加工温度都远远高于室温，在使用过程中特别是在高速运转的光驱中的温度也远远高于室温，而光学棱镜的聚焦点稍有偏差就可能无法正确读出数据，这要求PC料成型之后要有稳定的几何尺寸。影响盘基几何尺寸的因素主要是材料吸水和分子重排、热变形，目前广泛采用的无定形形态特别稳定，吸水率、耐热度都很好。
            光盘是一种便携的存储介质，在光驱中高速运转会大大提高光驱的温度，所以光盘盘基应能在135℃的条件下几何尺寸无太大变化。同样在高纬度地区的寒冷气候下（零下100℃），其的几何尺寸也无太大变化。
            除了以上特性之外，盘基材料还应防火，并保持原料的清洁。

dya2008

谢了,一直在用光盘,还真不知道光盘也有这么多发展历史.向楼上的致敬
!!!!

QQ:419608022

flash312

woo,woo～～～长见识了

kfc1985925

zhang jianshi le