【摘 要】
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随着集成电路和太阳能光伏产业的快速发展，硅单晶的需求量不断增大，从而导致生产硅单晶的设备即单晶炉的需求量也随之增大。同时对单晶生长设备和生长过程提出了更高的要求，拉晶
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随着集成电路和太阳能光伏产业的快速发展，硅单晶的需求量不断增大，从而导致生产硅单晶的设备即单晶炉的需求量也随之增大。同时对单晶生长设备和生长过程提出了更高的要求，拉晶过程的稳定性和设备的可靠性是保证晶体质量和生长效率的前提。
本文以TDR-120型直拉式单晶炉为研究对象，对其机械结构、晶体生长工艺和设备的工作过程进行了分析和讨论，使用三维建模软件Pro/E建立了该直拉炉的静态实体模型。根据不同工作条件下的受力特点，采用SOLID45实体单元建立设备支撑部分即机架的静态有限元模型，进行静力分析，得到机架部分在三种典型条件下的受力变形和应力分布。
在静力分析的基础上对设备底部垫铁在不同工作条件下的应力分布进行了分析，并通过ANSYS后处理指令从微观应力云图中提取计算出各块垫铁所承受的宏观力值，得到每种条件不同垫铁的受力分布特点及变化趋势，并根据宏观力值计算各向力矩，判断结构的静态平衡情况，为单晶炉结构的优化设计和现场安装提供依据。
对直拉炉设备主要零部件进行了模态分析，分析各零部件的振动特性，找到可能影响整机动态性能的关键零部件。在此基础上，考虑存在的各结合部，采用弹簧——阻尼单元模拟螺栓连接的方法进行处理，建立设备整机的动力学分析模型，进行整机模态分析，获得该直拉炉的前十阶固有频率及各阶频率下的振动特性，通过与刚性一体化模型的分析结果和试验结果分别进行对比，为模型的简化处理及后期设备振动特性的研究和改进提供支持。
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