殘留應力分析
關注創建者：匿名 創建時間：2026-01-04
殘留應力分析的視頻教程
Workbench熱分析及溫度應力（熱應力）仿真分析
本教程從幾何建模、網格劃分（mesh）到物理參數設置、求解到后處理進行詳細講解，耦合了穩態熱分析，瞬態熱分析以及瞬態結構分析的多物理場仿真模型，使學習者掌握多物理環境的熱應力分析的整個流程； 本教程結合相關CAE工程師在工程實踐中案例講解，結合了熱應力的產生的原因以及介紹了溫度應力的產生條件；貼合實際應用，可作為初學者掌握熱應力仿真分析的基礎和入門教程； 本教程基于ansys workbench19.0
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第十二課 分析CAESARⅡ管道一次應力和二次應力報告
本視頻介紹了如何分析CAESARⅡ管道一次應力和二次應力報告，CAESARⅡ管道應力的專業分析軟件，避免了復雜的公式計算，可以迅速對管道應力進行建模仿真，通過應力報告的分析，保證管道應力校核設計運行安全。
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殘留應力分析的實例教程
透明塑膠光學產品的殘留應力定性分析
■型創科技 / 劉文斌 技術總監
前言
當塑膠成品在應用上發生破裂或破壞時，就材料力學的觀點而言，即表示該塑膠件在破壞區域上，其所承受之應力數值總合超過了材料本身的物性強度數值。因此要解決成品在使用上的破壞或破裂問題，就必須要從增加材料物性強度或減少成品應力值來著手。塑膠制品承受的應力作用通常可依應力來源區分為「外部應力」及「內部應力」兩種，「外部應力」是成品在使用時所遭受之外力作用，此部分將視產品應用場合而定（例如塑件使用上遭受碰撞、荷重、嵌合等），通常是無法控制其程度，一般產品設計者會依照常態之外部應力值，乘上一安全系數值來設計產品的結構強度。而內部應力通常是成品在加工成型過程中所產生而留存在塑件成品內部（稱為塑件的殘留應力或成型應力）。所以要有效解決塑膠成品的破壞問題，唯有降低應力作用或提高材料強度兩種方法。
然而對于塑膠成型加工業者而言，如何使用較適當之加工條件，來防止材料強度降低及避免在加工時產生過大殘留內部應力則是現場加工人員最重要的議題。殘留應力就是指在塑膠成型過程中，因加工條件造成分子結構不是處在其最低能量的最穩定狀態下，分子鏈可能是受到流動定向影響或是受到周圍分子鏈之冷卻拘束，而呈現不穩定之高能態狀況。所以一旦有外界能量再度給予此受應力作用的分子鏈具備有足夠的動能，則此分子將極易釋放出應力而達到其最穩定的最低能階組態。塑膠成品中的殘留應力通常難以透過肉眼進行觀察，往往是在進行成品后加工制程時發生了問題或是在使用時產生了破壞，才會被發現，所以塑膠加工成型業者如何在成型階段或是在加工生產在線，藉由成品之觀測來迅速獲得殘留應力的分布信息，是目前加工上相當重要的技術。
展開 應力分析簡介
應力分析是CAE應用中最重要的模擬分析之一。材料與結構中的應力與應變是在一些邊界條件（Boundary Condition, B.C.）下計算，例如：力、負載及位移。使用應力分析，可了解在一定的外力如溫度或位移等情況下，產品機械行為如變形或強度等，將如何變化。塑料產品的機械行為不僅取決于材料的機械性質，也大幅受到制造過程的影響。在射出成型塑件中，因射出過程而產生的一些現象或缺陷，應在后續的應力分析中加以考慮與估算。這些現象或缺陷包含所謂的流動殘留應力（例如：纖維配向效果、分子配向效果等）、熱殘留應力、縫合線、翹曲等等。塑料產品的應力分析若不考慮制程引發的因素，將無法產生正確的分析結果。
Moldex3D提供Moldex3D應力分析模塊，能考慮與計算上述由制程引發之因素，也提供型芯偏移與模座變形分析，能模擬塑件嵌件（或模具嵌件）與模座組件在充填時因壓力不平衡所造成的偏移。由于同時考慮型芯偏移、模穴與模座網格的變形結果，因此能準確預測在成型制程中嵌件的偏移問題，更全面評估具塑件嵌件的模型充填條件設定。這些分析結果能決定最佳澆口位置與射壓，以減少模仁的移動并強化型芯偏移的控制。當應力與變形的分析結果是在不同的成型條件下，模座組件將會列入考慮之中，進而能改善模具結構以減少變形程度。
Moldex3D應力分析模塊功能導覽
Moldex3D應力分析模塊能讓用戶在射出成型分析之前或之后立即執行線性應力分析。應力分析不需要其他分析結果即可執行。然而，如果有其他分析結果，一些數據如流動殘留應力等能在應力分析中被考慮為初始內應力。Moldex3D應力分析模塊提供三種穩態邊界條件的類型：力、壓力及位移。
針對型芯偏移，Moldex3D能讓使用者快速且準確分析不同組件的交互行為，進而優化產品設計。
展開 圖3：射出成品厚度方向應力分布狀況
殘留應力的影響
塑料成型過程所產生的殘留應力，除了會影響成品在使用上的強度外，尤其在某些二次后加工制程上（例如噴涂、電鍍等）都會容易造成產品不良現象發生。殘留應力對塑料成品的影響常見的有下列幾種：首先是成品的外觀尺寸變形及翹曲問題，由于剪切流動造成分子鏈的排向或是由于成品幾何造成流動的定向效果，在成品脫模時容易因應力松弛而造成尺寸發生變形，另外由于成品尺寸的不對稱性或在成品厚度方向冷卻收縮的不平衡性，所形成的熱應力都將造成成品在脫模后發生翹曲變形現象。此現象對于尺寸精密度有要求或有組裝搭接嵌扣性需求之塑膠射出成品，將會有尺寸配合度的問題發生。再則塑料件在使用上比例最高的破壞型式，當屬環境應力破壞 (Environment Stress Cracking,ESC) ──例如太陽 UV 光照射破壞、老化破壞、氣候性干濕冷熱循環破壞等等，對此塑料殘留應力也會造成環境應力破壞的加速。其他像塑膠件的蠕變性破壞、疲勞性破壞等，都會因為殘留應力存在而加速加快其破壞產生。
另外，塑膠件在成型過程中所產生的殘留應力，容易因為獲得外界能量或驅動力（例如受熱、照光、吸濕等）來誘發應力松弛效果，所以在塑料成型業中最常用來消除塑料內部殘留應力之方法，即是退火（或回火、annealing），將塑膠成品放入烘箱中或給予所需熱量，使定向分子鏈獲得能量而能再次重新調整分子鏈組態或相互重排以達到最低能量之穩定結構，而應力松弛的驅動力除了熱能外，如機械能、光能、化學能（溶劑作用）都可以達到同樣效果，然而在應力松弛的同時，也要考慮成品尺寸變形之嚴重性。一般殘留內部應力常常會導致成品在使用上或二次加工上發生問題，例如表面接著、表面電鍍或表面涂裝等工法，都會因為成品表面高度分子定向的高應力情況，而產生接口的不兼容性。
展開 圖二 原始水路系統的溫度分布
圖三 原始水路系統的殘留應力
研究團隊采用3D打印的異型冷卻水路來優化冷卻效果，共開發了兩種不同的異型水路，如圖四(a)、(b)。圖四(a)中的設計用異型水路代替了擋板；圖四(b)的設計則是在縫合線附近增加了一個冷卻水路。
圖四 異型水路設計
與原始設計相較，優化設計冷卻后溫度較低，分布也較均勻(圖五)。 預估冷卻時間會由15秒縮短至13秒，共縮短13%。異型水路(圖六)同時也改善了產品的殘留應力，達到更好的光學效能。
圖五 采異型水路設計后的溫度分布
圖六 采用異型水路設計后的殘留應力
研究進一步使用偏光鏡進行實際成型實驗，以確定產品的光學特性，結果如圖七所示。光彈條紋僅出現在流道和澆口處，代表菲涅爾透鏡具有良好的光學質量，也驗證了Moldex3D模擬結果的可行性。
圖七 以偏光鏡進行實際成型實驗，確定產品的光學特性
結果
東莞理工學院透過Moldex3D分析，優化異型水路的冷卻設計，解決了積熱問題，將冷卻時間從15秒縮短到13秒。同時也改善了產品的殘留應力和折射率，獲得更佳的光學質量。
展開 異型水路(圖六)同時也改善了產品的殘留應力，達到更好的光學效能。
圖五 采異型水路設計后的溫度分布
圖六 采用異型水路設計后的殘留應力
研究進一步使用偏光鏡進行實際成型實驗，以確定產品的光學特性，結果如圖七所示。光彈條紋僅出現在流道和澆口處，代表菲涅爾透鏡具有良好的光學質量，也驗證了Moldex3D模擬結果的可行性。
圖七 以偏光鏡進行實際成型實驗，確定產品的光學特性
結果
東莞理工學院透過Moldex3D分析，優化異型水路的冷卻設計，解決了積熱問題，將冷卻時間從15秒縮短到13秒。同時也改善了產品的殘留應力和折射率，獲得更佳的光學質量。
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殘留應力分析的最新內容
概述
PCB 組件在工作時產生的熱量會直接影響其電性能與長期可靠性。過高的溫度或頻繁的溫度波動會引發材料老化、信號失真，并因材料間熱膨脹系數不匹配而產生熱應力，最終導致焊點開裂、器件失效等故障。因此，評估 PCB 可靠性必須進行瞬態熱力耦合分析，即先分析動態溫度場，再計算由此產生的熱應力。
目標
通過高保真建模仿真，系統觀察并量化印刷電路板（PCB）上關鍵元器件在瞬態熱載荷作用下的力學響應與應力表現
OpenFOAM 中 RANS 湍流建模介紹
發布于2025年12月
MP4 |視頻：h264,1920x1080
語言：英語 |時長：1小時30分鐘
容量：1.32 GB
你將學
到的內容 描述雷諾-平均納維-斯托克斯方程、雷諾應力的概念以及湍流建模的必要性。
解釋布辛內斯克假說以及基于渦粘度的模型如何閉合
使用電子灌封的益處
使用聚氨酯(PU)、硅膠、環氧樹脂進行電子灌封具有以下這些優勢：
? 絕緣性能：聚氨酯(PU)、硅膠和環氧樹脂具有有效的絕緣性能，保護電子組件不受潮濕、灰塵和其他環境因素影響，提高設備的穩定性和可靠性。
? 保護組件：電動車和行動裝置，尤其是高功率組件，通常會受到機械震動或沖擊的影響。因此會針對這些材料提供額外的防護，降低損壞風險。
? 耐高溫性：灌封材料通常具有出色的耐高溫性
零基礎也能高效掌握Ansys熱應力分析，技術鄰通過“低門檻準入+拆解式教學+全流程保障”，讓新手1-2周上手實戰，已幫助500+企業零基礎工程師實現技能突破，學員獨立完成仿真項目的平均周期從1.5個月縮短至2周。
“沒接觸過有限元理論，怕聽不懂公式推導”“只會打開Ansys軟件畫簡單模型，不知道怎么開展熱應力分析”“擔心課程太復雜，學完還是不會做自己的項目”——這是絕大多數零基礎學習者面對
本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
你會得到什么：
1、學習錐形透鏡的三維模型處理
2、學習線瞬態熱結構耦合分析步的建立
3、學習錐形透鏡熱結構耦合分析的載荷施加
4、學習錐形透鏡熱結構耦合載荷的施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了ANSYS workbench 錐形透鏡瞬態熱應力分析
Moldex3D模流分析之非等向性收縮10個月前
特色
塑件翹曲分析
? 計算從加工條件到環境條件的溫度或壓力改變時，導致材料收縮之最終塑件形狀
殘留應力分析
? 塑件頂出后即收縮變形至一均衡形狀；此時，塑件內部殘存的壓力稱為制程殘留應力
? 計算成型周期時產生之殘留應力，包含溫度效應、壓力分布、纖維配向及幾何特征
模具干涉
? 在產品彈出之前，模具內部已經產生了翹曲變形。
某袋除塵殼體結構選型如下：
箱體板厚5mm
箱體角柱：角鋼L90*56*8
箱體加強筋：角鋼L90*56*6
花板厚6mm
花板下加強筋：橫向為扁鋼80*6，縱向為扁鋼100*6
箱體中間支撐管：鋼管Φ60*5
圖1 袋除塵殼體結構示意圖
2、 建立模型
按照殼體結構示意圖建立幾何模型如圖2所示。
卷筒輻條的靜應力分析11個月前
卷筒輻條纏繞312米線纜，按照總重90KG計算。在繞滿狀態下的輻條最大靜應力在屈服力之內，最大的靜位移為3.772e-01mm。
無人機機臂的靜應力分析11個月前
為了利于電調散熱，采取電調外置方式安裝于電機座的部位，根據電機電調尺寸規劃合理布局繪制電機座三維模型如圖：
圖1 多電機電機座安裝示意圖
機臂分總成由機臂固定件（包含于無人機殼體及其內部體）、碳管及電機座組成，機臂可視為懸臂梁。根部固定不可折疊，中間折疊為快速啟用型無人機。電機座為懸臂梁以外受力較大的部位對系統影響較大，故需對電機座進行力學分析 ，已知飛機帶載起飛重量為
Moldex3D模流分析之VE分析11個月前
Moldex3D 解決方案
? 計算塑料的黏性與彈性性質
? 流動殘留應力預測，得知各應力分量在各階段下之變化
? 預測在固化及松弛時的應力行為
? 預測成品之在空間中各點所承受之正向應力與剪應力
? 結合殘留應力分析來預測光學性質(需要光學 (Optics) 模塊 )
? 預測殘留應力
高分子的殘留應力產生與其黏彈性質高度相關，并可被歸類成熱導致的與流動導致的兩種殘留應力
