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基于ANSYS的多層堆疊模塊焊接殘余應力分析及選材優化 張 彥，許 典，趙希芳 ( 南京電子技術研究所，江蘇 南京 210039)摘 要：分析了某多層堆疊模塊的焊接殘余應力，討論了各功能層不同選材、焊接順序對模塊殘余應力的影響，并給出了優化方案。

高比熱容的材料在注塑成型過程中溫度變化較慢，有助于保持溫度均勻，減少內應力和制品缺陷。例如，PC/ABS材料的比熱容對其加工特性和產品性能有重要影響，高比熱容有助于注塑成型時保持溫度均勻，降低內應力，提高制品質量。國高材分析測試中心激光閃射導熱儀比熱容與熱導率（K）共同影響材料的冷卻速率。

，等效總應變最大數值在孔周邊均布，假如開裂則位置塑膠在孔周邊，但是方向不能確定；4.注塑后殘余應力的影響 在實際的冷熱沖擊試驗中，產品的開裂結果基本一致，所以前兩種的開裂預測是不準確的，要想準確精確預測開裂區域，還需要考慮塑膠成型后的殘余應力的影響，分析結果如下：PA6-GF30材料界面分離&注塑殘余應力分析結果 從上面的分析結果可以看出，PA6-GF30材料的開裂趨勢為圖中紅色所示

技術視頻 點擊圖片 即可直達1 科學注塑系列 塑件變形導因剖析及解決對策塑膠殘余應力大揭秘射出成型周期科學注塑參數射出成型相關參數說明

使用Moldex3D軟件完成成型仿真以得到纖維取向和體積分數的分布數據，然后使用LS-PrePost將Moldex3D網格上的纖維分布數據映射到LS-DYNA有限元網格模型。根據LS-DYNA動力學仿真結果，可以清楚地看到應力波如何在注塑成型的蓋板中傳播，并傳播到手機內的不同組件。

今天，我們將介紹結構力學中殘余應力的概念，并以金屬拉深工藝為例，了解如何計算殘余應力。我們以一個經過或未經過加工硬化的彎曲梁為例，先解釋如何計算和分析殘余應力，然后介紹一個鈑金成形模型。什么是殘余應力？ 殘余應力是指塑性結構卸載后仍然存在的自平衡應力。在機械零件的制造過程中，會引入殘余應力，并將影響零件的 疲勞 、失效甚至腐蝕行為。

2.注塑模具方面:《Moldflow模流分析軟件分析產品、模具設計的合理性》(1)頂針頂出要平衡，如頂針位置、數量要合理擺放，脫模斜度足夠，型腔面要拋光處理，防止由于模具本生阻力導致頂出力過于集中而開裂。(2)產品膠位不能太薄，過渡部分應盡量采用圓弧過渡，避免尖角、倒角造成應力集中。

但常常也會伴隨著脫模時殘余應力的增加，造成塑件脫模困難、使塑件容易產生變形、表面劃傷等，也容易使塑件產生飛邊,影響表觀質量。因此，選擇保壓壓力時需要多方面考慮，慎 重選擇。 一般來講,保壓壓力對制品的質量影響與注射壓力的影響相似。

當塑件內的殘余內應力高于樹脂的彈性極限，或在一定的化學環境的侵蝕下時，塑件表面就會產生裂紋。對PC與PMMA透明樹脂所作的研究顯示，殘余內應力在表面層為壓縮形態，內層為伸張形態。 而表面壓應力依其表面冷卻狀況而定，冷的模具使熔融樹脂急速地冷卻下來，從而使得成型品產生較高的殘余內應力。模溫是控制內應力最基本的條件，稍許的改變模溫，對它的殘余內應力將有很大的改變。

分類 依據以上三方面的評價標準，注射成型制品常見缺陷具體可分為兩大類： 外觀問題類：包括欠注、飛邊、充填不平衡、縮痕縮孔、熔接痕、波流痕、噴射痕、澆口暈、焦痕、氣泡、銀紋、色差、白化、龜裂、表面浮纖、翹曲變形等； 性能問題類：脆化、殘余應力、尺寸不穩定、超重欠重即重量重復精度差等。

使用Moldex3D軟件完成成型仿真以得到纖維取向和體積分數的分布數據，然后使用LS-PrePost將Moldex3D網格上的纖維分布數據映射到LS-DYNA有限元網格模型。根據LS-DYNA動力學仿真結果，可以清楚地看到應力波如何在注塑成型的蓋板中傳播，并傳播到手機內的不同組件。

在注塑工藝方面，上門蓋采用三點式進膠，中間部位存在澆口，下門蓋采用兩點式進膠，中間部位存在熔接線，在澆口和熔接線附近會產生殘余應力，這種殘余應力的存在會加劇門蓋在中間部位開裂的風險。　　

那么，3D打印技術與注塑成型又有什么區別呢？ 生產模式 注塑成型工藝只要有注塑模具，就可以低成本、大規模地生產標準化產品，因此，對于傳統大批量、大規模制造來說，目前注塑成型仍然是最佳選擇。

材料特性是非常重要的，因為聚合物可能由于應力不同而降解，增加模塑溫度可能導致劇烈氧化和化學結構的降解，但同時由剪切引起的降解變小，因為高溫降低了材料的粘度，減少了剪切應力。無疑，多段射膠速度對成型諸如PC、POM、UPVC等對熱敏感的材料及它們的調配料很有幫助。

? 有關更多詳細信息，請查看粘彈性 光學? 光學模塊能驗證流動引起的殘余應力效應，并優化光學件質量? 考慮成型條件、流動引起的殘余應力和粘彈性效應，以預測翹曲和光學特性? 預測光學特性：雙折射、延遲、偏振、條紋階數和圖案、折射率。

注塑成型MOLDFLOW分析的內容和結果為模具設計和制造提供可靠、優化的參考數據，其中主要包括：①澆注系統的平衡，澆口的數量、位置和大小；②熔接痕的位置預測；③型腔內部的溫度變化；④注塑過程中的注射壓力和熔融料體在填充過程中的壓力損失；⑤熔融料體的溫度變化；⑥剪切應力、剪切速率。

此變更成功讓熔膠完全填滿模穴，但豎澆口壓力仍偏高，使得流動時會產生殘余應力，將導致新設計出的面罩光學性質不佳。Blackcad咨詢了材料供貨商之后，決定以黏性較低的材料來代替原本使用的TPE。以新的ANSA創建實體網格模型后，再進行Moldex3D流動、保壓、翹曲及光學仿真。分析結果顯示，豎澆口壓力、殘余應力及最后的光學延遲值皆有改善。

此變更成功讓熔膠完全填滿模穴，但豎澆口壓力仍偏高，使得流動時會產生殘余應力，將導致新設計出的面罩光學性質不佳。Blackcad咨詢了材料供貨商之后，決定以黏性較低的材料來代替原本使用的TPE。以新的ANSA創建實體網格模型后，再進行Moldex3D流動、保壓、翹曲及光學仿真。分析結果顯示，豎澆口壓力、殘余應力及最后的光學延遲值皆有改善。