Деформации, вызываемые остаточными напряжениями в стекле

На этапе ответственного охлаждения отжигаемого стекла в нем из-за перепада температуры между внутренними и наружными областями возникают напряжения. После охлаждения до нормальной температуры внутренние области оказываются под действием растягивающих напряжений, наружные – под действием сжимающих. Напряжения а, Н/м², измеренные в направлении наибольшего размера заготовки, распределяются по ее толщине в соответствии с параболическим законом (рис. 11.1):

σ

где α – коэффициент термического расширения стекла, град^-1; Е – модуль упругости стекла, Н/м²; а – коэффициент температуропроводности стекла, м²/град^-1; µ – коэффициент Пуассона; Δ T – скорость снижения температуры стекла при отжиге, °С/ч; ℓ – полутолщина заготовки, м; х – текущая координата, м.

Если заготовку в виде плоского диска соединить с наклеенным приспособлением и сошлифовать с обрабатываемой поверхности слой стекла толщиной Δ һ, то симметрия напряжений относительно плоскости х = 0 и их равновесие нарушаются. После освобождения заготовки от закрепления напряжения перераспределяются, их равновесие восстановится относительно новой плоскости симметрии. При этом диск деформируется и приобретает форму концентрического ме­ниска со стрелкой прогиба поверхности, равной

где δ – двойное лучепреломление стекла, нм/см; В – оптический коэффициент напряжения, Па; D, Н — диаметр и толщина заготовки, см.