內應力
關注創建者：模具設計學習 創建時間：2019-10-24
內應力的視頻教程
ABAQUS 陶瓷熱應力-熱裂紋擴展--3D
主要講解，陶瓷材料在瞬態高溫作用下，材料內部構件受熱不均勻而存在著溫度差異，各處膨脹變形或收縮變形不一致，相互約束而產生的內應力。在高溫工作下的陶瓷材料，不可避免地要承受熱沖擊的作用。特別是其結構在極端條件下的彈性、非彈性行為以及損傷，以及失效機理已成為研究的重點。熱沖擊下產生的力屬于非定常熱應力。由于溫度變化劇烈，會瞬間產生巨大內應力，從而導致材料的破壞。
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abaqus 殘余應力模擬分析
殘余應力是不均勻的場等作用后仍留在物體內的自相平衡的內應力，ABAQUS可以模擬結構不對稱的工件，在冷鍛下，仍有部分應力殘留在工件內，形成殘余應力場，一般殘余應力的存在不利于工件結構穩定性以及耐使用性，通過模擬，可以預知殘余應力的位置及大小。
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ANSYS-WorkBench教程 支承結構地震響應計算、電子設備隨機振動分析
本課程結合工程實際，使用workbench軟件對支承結構與電子設備在隨機激勵下的響應，課程包含：支承結構（含橡膠底座）在地震激勵下，運用瞬態分析模塊，獲得時域內的應力應變響應；對電子設備進行隨機振動分析，即功率譜密度分析，從統計學角度出發，將時間歷程轉變為功率譜密度函數（PSD），在頻域內獲得電子設備的應力應變響應規律。
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內應力的實例教程
所謂應力，是指單位面積里物體所受的力，它強調的是物體內部的受力狀況；一般物體在受到外力作用下，其內部就會產生抵抗外力的應力；物體在不受外力作用的情況下，內部固有的應力叫內應力，它是由于物體內部各部分發生不均勻的塑性變形而產生的。
按照內應力作用的范圍，可將它分為三類：
（一）第一類內應力（宏觀內應力），即由于材料各部分變形不均勻而造成的宏觀范圍內的內應力；
（二）第二類內應力（微觀內應力），即物體的各晶粒或亞晶粒（自然界中，絕大多數固體物質都是晶體）之間不均勻的變形而產生的晶粒或亞晶粒間的內應力；
（三）第三類內應力（晶格畸變應力），即由于晶格畸變，使晶體中一部分原子偏離其平衡位置而造成的內應力，它是變形物體（被破壞物體）中最主要的內應力。
塑料內應力是指在塑料熔融加工過程中由于受到大分子鏈的取向和冷卻收縮等因素而響而產生的一種內在應力。
內應力的實質為大分子鏈在熔融加工過程中形成的不平衡構象，這種不平衡構象在冷卻固化時不能立即恢復到與環境條件相適應的平衡構象，這種不平衡構象的實質為一種可逆的高彈形變，而凍結的高彈形變平時以位能形式貯存在塑料制品中，在適宜的條件下，這種被迫的不穩定的構象將向自由的穩定的構象轉化，位能轉變為動能而釋放。
當大分子鏈間的作用力和相互纏結力承受不住這種動能時，內應力平衡即遭到破壞，塑料制品就會產生應力開裂及翹曲變形等現象。
幾乎所有塑料制品都會不同程度地存在內應力，尤其是塑料注射制品的內應力更為明顯。內應力的存在不僅使塑料制品在貯存和使用過程中出現翹曲變形和開裂，也影響塑料制品的力學性能、光學性能、電學性能及外觀質量。
展開 球墨鑄鐵和其他材料鑄件一樣，在成形過程中，因鑄件不同部位冷速差異以及相變體積變化等原因使鑄件內部產生應力。此外，采用拋丸方法清理鑄件，以及鑄件機械加工時馬具的切削力和零件加緊力也會使鑄件產生附加內應力。球墨鑄鐵件在生產過程中產生內應力是不可避免的。鑄件的內應力在無約束的環境中會逐漸釋放。釋放時會使鑄件尺寸和形狀發生變化。而在有約束條件下（例如用螺絲釘或其他方式把鑄件固定），將會在鑄件內產生新的內應力導致球墨鑄鐵件內應力水平提高，甚至使鑄件受到損傷。鑄件使用前進行消減內應力處理，可顯著降低殘余內應力水平。
消減鑄件內應力可以采用時效處理。按照處理方式不同，有自然時效處理、震動時效處理或消減內應力退火處理。自然時效處理需把鑄件露天放置，歷經寒暑，使鑄件內應緩慢釋放。這種處理方法耗時較長，但是內應力消減比較徹底。機床導軌一類加工后需要長期保持精密尺寸的鑄件常采用這種時效處理方法。
震動時效是一種機械式消減內應方法。處理時把激振塊固定于鑄件，調整振動源使激振塊產生與鑄件頻率相同的震動頻率，從而產生共振。鑄件金屬晶格不斷吸收振動能量，并通過矯正晶格畸變等方式使鑄件內應力釋放出來。振動時效處理所需的時間遠少于自然時效處理，一般只需要幾十分鐘。能耗較少，應力消減迅速。
當前許多工廠采用熱處理消減球墨鑄鐵件內應力。處理規范如下：鑄件裝入溫度不超過200攝氏度的熱處理爐后，以100攝氏度每小時速度加熱到560—580攝氏度，開始進行保溫。保溫過程促使鑄件由彈性狀態改變為塑性狀態。使鑄件內部應力自由釋放，達到消減內應力目的。合理的保溫時間需視鑄件厚度及復雜程度而定，一般為3—6小時。圖8—3顯示加熱溫度和保溫時間對消減殘余內應力效果的影響。600攝氏度保溫雖可消除85%--90%殘余內應力，但會使部分共析滲碳體分解或球化。
展開 原理：根據介質應力決裂的現象，即溶濟分子滲透到樹脂的大分子之間后，降低了分子之間的彼此作用力。內應力大的地方在浸入前分子之間的作用力原來就有所削弱，浸入溶濟后這些減弱了的處所進一步減弱，而引起開裂，內應力小的地方在短時間內不會開裂。因此，可以從待鍍件表面開裂的時間和程度來斷定鍍件內應力的大小及其部位。從而斷定塑料件是否進行電鍍。
儀器法
用偏振光照耀塑料制件，視彩色光帶多寡，剖析內應力的強弱，它只適用于透明的制件。偏振光法所要的儀器昂貴，操作龐雜，且正確度不高，因為制件處理前后變化不顯著，光譜帶上涌現的光帶不一定都是內應力的影響，如制件表面的漣漪也會影響檢驗的成果。不外此法對制件的機能尚無任何影響，為無損檢驗，經檢驗過的制件可繼承電鍍和使用。
展開 增加制品厚度使取向應力降低，因為厚壁制品冷卻時慢，粘度提高慢，應力松馳過程的時間長，所以取向應力小。
（2）對溫度應力的影響
如上所述由于在充模時熔體和型壁之間溫度梯度很大，先凝固的外層熔體要助止后凝固的內層熔體的收縮，結果在外層產生壓應力（收縮應力），內層產生拉應力（取向應力）。
如果充模后又在保壓壓力的作用下持續較長時間，聚合物熔體又補入模腔中，使模腔壓力提高，此壓力會改變由于溫度不均而產生的內應力。但在保壓時間短，模腔壓力又較低的情況下，制品內部仍會保持原來冷卻時的應力狀態。
如果在制品冷卻初期模腔壓力不足時，制品的外層會因凝固收縮而形成凹陷；如果在制品已形成冷硬層的后期模腔壓力不足時，制品的內層會因收縮而分離，或形成空穴；如果在澆口封閉前維持模腔壓力，有利于提高制品密度，消除冷卻溫度應力，但是在澆口附近會產生較大的應力集中。
由此看來熱塑性聚合物在成型時，模內壓力越大保壓時間越長，有助于溫度所產生的收縮應力的減小反之會使壓縮應力增大。
3、內應力與制品質量的關系
制品中內應力的存在會嚴重影響制品的力學性質和使用性能；由于制品內應力的存在和分布不均，制品在使用過程中會發生裂紋。在玻璃化溫度以下使用時，常發生不規則的變形或翹曲，還會引起制品表面“泛白”，渾濁，光學性質變壞。
設法降低澆口處溫度，增加緩冷時間，有利于改善制品的應力不均，使制品的機械性能均一。
不管對結晶型聚合物還是非結晶型聚合物，拉伸強度都表現出各向異向的特點。對非結晶型聚合物拉伸強度會因澆口的們置而異；當澆口與充模方向一致時，拉伸強度隨熔體溫度提高而降低；當澆口與充模方向垂直時，拉伸強度隨熔體溫度的提高而增加。
展開 精度壽命：平臺精度的衰退主要來自兩個方面：
自然時效：新平臺在鑄造后通常會進行長達6個月至2年的自然時效或振動時效處理，以消除內應力。優和質平臺在使用過程中，內應力釋放相當慢，尺寸穩定性相當高。
磨損：工作面會隨著使用逐漸磨損。在正常、均勻的使用條件下，平臺每年的磨損量通常在微米級（0.001mm-0.005mm），這種緩慢的磨損可以通過周期性的刮研修復來抵消，從而讓平臺長期保持在高精度狀態。
報廢標準：通常只有當平臺發生嚴重的物理損傷（如斷裂、大面積崩裂）、或因長期局部磨損導致厚度過薄無法再次刮研時，才會被判定為報廢。
總的來說，只要做好了日常的防銹和防磕碰，并堅持周期性的校準與維護，一塊鑄鐵試驗平臺可以成為幾代技術人員的得力工具。
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內應力的最新內容
鑄造過程中產生的內應力是平臺變形的根本原因。正規產品必和須經過嚴格的時效處理來消除內應力。具體工藝是“兩次人工退火（加熱到600-700℃后緩慢冷卻）”，之后再輔以長達2到3年的自然時效。只有經過這樣的處理，鑄鐵的內部微觀結構才能徹和底穩定，確保平臺在數十年使用中不會發生肉眼可見的扭曲。市場上價格低廉的平臺往往省略或縮短了這一工藝，用不了多久就會自然變形。
第和二個是人工刮研。
長久穩定：經嚴格時效處理消除內應力，平臺長期使用也不會變形，保證測試基準“不漂移”。
??? 超和強的剛性與承載
承載無憂：平臺采用高強度的HT250-HT400鑄鐵及科學的結構設計，可承載從微型電機到數百千瓦乃至兆瓦級大型電機的全部重量。
堅固耐用：厚實的臺面、密集的加強筋和牢固的箱型結構，使其在大載荷下也不發生變形或損壞，使用壽命相當長。
它的核心優勢可以總結為以下三點：
精和密的“基準面”：采用HT250等高強度鑄鐵，經過嚴格的時效處理消除內應力，長期使用不易變形，為設備提供穩定可靠的安裝基準。
靈活的“T型槽”：表面標準化的T型槽是其靈魂設計。配合T型螺栓和壓板，可以不需打孔就快速、穩固地固定任何形狀的工件或設備，靈活性相當高。
以下是它的核心參數與選型要點，方便你快速了解：
材質與處理：多采用高強度灰口鑄鐵（如HT200-300），需經過兩次人工退火（約600-700℃）及自然時效（長達2-3年）處理，以徹和底消除內應力，確保百年不變形。
精度等級：按國家標準分為0、1、2、3級。0/1級用于精和密檢測和計量；2/3級用于重型裝配和焊接。等級越高平面度誤差越小，價格也越貴。
內部設計有合理的加強筋結構，并且會經過嚴格的時效處理（比如自然放置幾個月或人工熱處理），目的是徹和底消除內應力。這樣才能保證平臺即使承受長期重載或沖擊，也絕和不會變形，精度能保持幾十年。
比較關鍵的性能是精度：主要指工作面的平面度。等級從高到低分為0級、1級、2級、3級。比如一塊0級的平臺，可能要求每平方米內的平面度誤差不超過0.02毫米，比一張A4紙的厚度還薄。
穩定性：需經過兩次人工退火（600-700℃）及自然時效處理，以消除內應力，確保長期使用不變形。
2. 精度等級與判定
精度等級（國標）決定了平面度的嚴格程度。等級數值越小，精度越高。若采用刮削工藝（傳統刀花紋），還需考核接觸點數。
0級 / 00級（計量級）：平面度相當嚴（如1000mm內≤0.015mm）。主要用于實驗室高精度測量、校準低等級平板。
比較重要的是確認廠家是否經過了兩次人工時效處理，這能有效消除鑄造內應力，是確保平臺長期不變形的關鍵工藝。
T型槽規格：主要包括槽寬和槽間距。槽寬（如18mm, 22mm, 28mm）決定了能使用多大的T型螺栓，需根據您要固定的工件重量來選擇；槽間距（如150mm, 200mm）則影響固定的靈活度。
承載能力：根據平臺上放置的設備或工件總重量來選擇，并建議留有一定余量。
在時效處理方面，鑄鐵平臺需要經過人工退火（溫度控制在600至700攝氏度）和自然時效（時間長達2至3年）兩次處理，徹和底消除內應力，確保長期使用中的精度穩定性。
在刮研工藝方面，通過涂色法檢驗平面度，0級和1級平臺要求每25毫米×25毫米范圍內不少于25個接觸點。這個過程全部由人工完成，經驗豐富的技工是保證精度的關鍵。
鑄鐵平臺還具有可修復性。
鑄造后毛坯內部殘留大量內應力，若不，后期易變形、翹曲，導致精度失效。采用雙重時效工藝：先經550-600℃高溫人工時效，保溫 8-12 小時，快速釋放大部分鑄造應力；再進行18-24 個月自然時效，讓殘余應力緩慢釋放，確保平臺長期使用不變形、不翹曲，重載下仍能保持臺面平整。
粗加工：龍門銑床粗銑工作面與底面，去除大部分余量，預留 3-5mm 精加工余量，初步修正毛坯變形，保證整體輪廓規整。
鑄造后毛坯內部殘留大量內應力，若不，后期易變形、翹曲，導致精度失效。采用雙重時效工藝：先經550-600℃高溫人工時效，保溫 8-12 小時，快速釋放大部分鑄造應力；再進行18-24 個月自然時效，讓殘余應力緩慢釋放，確保平臺長期使用不變形、不翹曲，重載下仍能保持臺面平整。
粗加工：龍門銑床粗銑工作面與底面，去除大部分余量，預留 3-5mm 精加工余量，初步修正毛坯變形，保證整體輪廓規整。
