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地下3層為明顯超長的混凝土結(jié)構(gòu)，為確保地下結(jié)構(gòu)抗裂性能，有必要模擬成型收縮過程對(duì)其組合應(yīng)力進(jìn)行計(jì)算分析，即選定工況建立結(jié)構(gòu)模型，按通常施工順序與分段用時(shí)，考慮混凝土成型收縮與彈性模量增長變化規(guī)律，對(duì)混凝土成型收縮過程進(jìn)行時(shí)程分析。五、仿真計(jì)算結(jié)果分析 整體模型計(jì)算時(shí)間約12h，計(jì)算結(jié)果ODB文件15GB，整體模型施工過程收縮應(yīng)力如下。

特色塑件翹曲分析? 計(jì)算從加工條件到環(huán)境條件的溫度或壓力改變時(shí)，導(dǎo)致材料收縮之最終塑件形狀殘留應(yīng)力分析? 塑件頂出后即收縮變形至一均衡形狀；此時(shí)，塑件內(nèi)部殘存的壓力稱為制程殘留應(yīng)力? 計(jì)算成型周期時(shí)產(chǎn)生之殘留應(yīng)力，包含溫度效應(yīng)、壓力分布、纖維配向及幾何特征模具干涉? 在產(chǎn)品彈出之前，模具內(nèi)部已經(jīng)產(chǎn)生了翹曲變形。

然而造成產(chǎn)品不均勻收縮變形的原因有許 多，例如：在成型過程中所產(chǎn)生的產(chǎn)品內(nèi)部應(yīng)力(流動(dòng) 應(yīng)力或收縮應(yīng)力)，或是因?yàn)楫a(chǎn)品在某些位置上發(fā)生較 劇烈的分子鏈定向效果或補(bǔ)強(qiáng)纖維的排向現(xiàn)象，或是在成型時(shí)產(chǎn)品的整體溫度分布差異很大或溫度變化不一 致，或是在成型過程中產(chǎn)品的作用壓力差異極大(例 如常見在澆口附近發(fā)生過飽壓現(xiàn)象，遠(yuǎn)離澆口的流動(dòng) 末端卻飽壓壓力不足等)，或是在產(chǎn)品厚度方向不同 位置上，于成型冷卻固化階段時(shí)

圖7-6左上圖是成形塑件于頂出前，仍受到模具拘束的模穴殘留應(yīng)力（通常是圖中顯示的拉伸應(yīng)力）。一旦頂出，解除了模具對(duì)于塑件的拘束，塑件將釋放模穴殘留應(yīng)力而收縮和翹曲。頂出塑件之收縮分布所造成的熱效應(yīng)殘留應(yīng)力分布曲線如圖7-6左下圖。在無外力作用下，塑件剖面的拉伸應(yīng)力等于壓縮應(yīng)力而達(dá)到平衡狀態(tài)。

非統(tǒng)一的體積收縮的原因有兩個(gè)： ?非統(tǒng)一的壓力分布。 ?非統(tǒng)一的溫度分布。 非統(tǒng)一的體積收縮會(huì)導(dǎo)致兩種結(jié)果： ?在塑件頂出后出現(xiàn)翹曲。 ?如果應(yīng)力未轉(zhuǎn)化為變形，則會(huì)發(fā)生熱殘留應(yīng)力。 密度 (Density) 密度結(jié)果顯示目前步進(jìn)時(shí)間的密度分布。 一般說來，凝固區(qū)域的密度較高而熔融區(qū)的密度較低。

? 模成形階段到應(yīng)用階段的收縮 在此階段中，塑性成形零件在射出之后不再受限于模具，并處于自由收縮階段。 收縮應(yīng)力主要是來自于充填在制程中的殘留應(yīng)力，熱應(yīng)力則由零件的射出溫度與周圍環(huán)境溫度的溫差所造成。如果收縮應(yīng)力大到足以克服塑性零件的機(jī)械強(qiáng)度，則零件會(huì)產(chǎn)生扭曲。若塑性零件的外層強(qiáng)度足以對(duì)抗收縮應(yīng)力，就可能不會(huì)出現(xiàn)扭曲的現(xiàn)象。然而，此將使塑性零件內(nèi)部產(chǎn)生收縮空孔并影響整個(gè)零件的機(jī)械性質(zhì)。

灌封過程中的挑戰(zhàn)然而，在灌封過程中必須解決因化學(xué)收縮產(chǎn)生的氣泡(圖一和二)、相變的熱效應(yīng)和殘留應(yīng)力(圖三)。這些因素會(huì)影響到產(chǎn)品的生命周期和可靠度。圖一 電子馬達(dá)中的氣泡 圖二 印刷電路板(PCB)底下的氣泡圖三 殘留應(yīng)力Moldex3D電子灌封Moldex3D灌封模擬技術(shù)可以模擬灌封過程中的流動(dòng)應(yīng)力，有效預(yù)測氣泡位置和大小。

若模具溫度低且冷卻速率高，就不容易結(jié)晶，而有較小的收縮；另一方面，若模具溫度高且冷卻速率低，大分子鏈結(jié)就有足夠的松弛時(shí)間且易于形成結(jié)晶，零件的收縮量自然就會(huì)增加。脫模成形階段到應(yīng)用階段的收縮在此階段中，塑性成形零件在射出之后不再受限于模具，并處于自由收縮階段。收縮應(yīng)力主要是來自于充填在制程中的殘留應(yīng)力，熱應(yīng)力則由零件的射出溫度與周圍環(huán)境溫度的溫差所造成。

這就是為什么同一材料在不同工藝下會(huì)表現(xiàn)出不同收縮率的原因。有趣的是，某些材料如TPV（熱塑性硫化膠），在加工后可能表現(xiàn)出反常的“收縮而非膨脹”行為。這并非熱膨脹系數(shù)的失效，而是其內(nèi)部交聯(lián)的彈性段在加工中儲(chǔ)存了內(nèi)應(yīng)力，在后期的應(yīng)力釋放過程中，分子鏈的運(yùn)動(dòng)回彈導(dǎo)致了額外的收縮，甚至可能暫時(shí)抵消熱收縮效應(yīng)。TMA測試可以幫助區(qū)分這兩種不同的收縮機(jī)制。

表1：模溫高低對(duì)分子鏈排向、殘留應(yīng)力及收縮程度的影響若模具兩側(cè)冷卻速率不均，就會(huì)造成塑件厚度不對(duì)稱的應(yīng)力分布、并導(dǎo)致單側(cè)收縮較大而翹曲： 冷卻速率慢的模側(cè)（高模溫），其壓縮應(yīng)力較小； 最大拉伸應(yīng)力區(qū)向冷卻速率慢的模側(cè)移動(dòng)； 冷卻速率慢的一側(cè)塑件收縮較大； 塑件往冷卻速率慢的一側(cè)彎曲。

當(dāng)磁帶樣品受熱收縮時(shí)，會(huì)產(chǎn)生拉伸應(yīng)力來抵抗收縮。樣品收縮應(yīng)力的測量就可進(jìn)行偵測此拉伸應(yīng)力。由圖 4 量測結(jié)果可觀察此磁帶樣品。收縮開始于 100.7° C，產(chǎn)生的最大應(yīng)力為 27.2g。

若模具溫度低且冷卻速率高，就不容易結(jié)晶，而有較小的收縮；另一方面，若模具溫度高且冷卻速率低，大分子鏈結(jié)就有足夠的松弛時(shí)間且易于形成結(jié)晶，零件的收縮量自然就會(huì)增加。脫模成形階段到應(yīng)用階段的收縮在此階段中，塑性成形零件在射出之后不再受限于模具，并處于自由收縮階段。收縮應(yīng)力主要是來自于充填在制程中的殘留應(yīng)力，熱應(yīng)力則由零件的射出溫度與周圍環(huán)境溫度的溫差所造成。

第二部分則是在脫模以后，考慮的是自由收縮的情形。兩部分的變形相加即為總共的翹曲。 ? 機(jī)械性質(zhì) ?楊式模數(shù)與拉伸模數(shù) 楊式模數(shù)是用來表示材料的堅(jiān)硬姓。高模數(shù)一般會(huì)導(dǎo)致比較高的降伏應(yīng)力。

若模具溫度低且冷卻速率高，就不容易結(jié)晶，而有較小的收縮；另一方面，若模具溫度高且冷卻速率低，大分子鏈結(jié)就有足夠的松弛時(shí)間且易于形成結(jié)晶，零件的收縮量自然就會(huì)增加。脫模成形階段到應(yīng)用階段的收縮在此階段中，塑性成形零件在射出之后不再受限于模具，并處于自由收縮階段。收縮應(yīng)力主要是來自于充填在制程中的殘留應(yīng)力，熱應(yīng)力則由零件的射出溫度與周圍環(huán)境溫度的溫差所造成。

改善體積收縮44% 降低翹曲量29% 殘留應(yīng)力與光彈條紋均勻，光學(xué)性質(zhì)大幅改善案例研究有別于一般傳統(tǒng)射出成型制程，射出壓縮成型具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1) 降低射出壓力 (2) 降低殘余應(yīng)力 (3) 減少分子定向 (4) 均勻保壓減少不均勻收縮 (5) 克服凹陷及翹曲 (6) 減少成品雙折射率差 (7) 緩和比容積變化 (8)增進(jìn)尺寸精度。

圖2：流動(dòng)導(dǎo)致與熱導(dǎo)致殘留應(yīng)力 因?yàn)樗芗斜Ｓ袣埩?em>應(yīng)力，只要一有機(jī)會(huì)（溫度提高或熔劑作用）分子鏈便開始運(yùn)動(dòng)，依位置不同造成不同的巨觀結(jié)果： 靠近塑件表面的分子鏈收縮而產(chǎn)生應(yīng)力痕； 塑件內(nèi)部的分子鏈收縮程度不一造成尺寸變形。 殘留應(yīng)力越大，分子鏈潛在運(yùn)動(dòng)能力越強(qiáng)，當(dāng)有機(jī)會(huì)釋放應(yīng)力時(shí)，過大的殘留應(yīng)力會(huì)造成塑件開裂問題。

應(yīng)力集中（Stress Concentration）： 在負(fù)載環(huán)境下易引發(fā)疲勞破壞。案例：在汽車壓鑄（auto diecasting）中，如果發(fā)動(dòng)機(jī)殼體因鑄造收縮產(chǎn)生氣孔，將導(dǎo)致后期出現(xiàn)機(jī)油泄露或結(jié)構(gòu)失效。4. 如何減少金屬收縮？

（6）混凝土在收縮時(shí)受到約束產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力大于混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)裂縫就會(huì)產(chǎn)生。減水劑可有效的提高的混凝土抗拉強(qiáng)度，大幅提高混凝土的抗裂性能。 （7）摻加外加劑可使混凝土密實(shí)性好，可有效地提高混凝土的抗碳化性，減少收縮。 （8）摻減水劑后混凝土緩凝時(shí)間適當(dāng)，在有效防止水泥迅速水化放熱基礎(chǔ)上，避免因水泥長期不凝而帶來的塑性收縮增加。

貼近模壁表面層的塑料固化快，來不及配向即固化，因此配向性較差；次表面層固化較慢且剪切應(yīng)力大，纖維按照流體流動(dòng)方向取向；而趨向橫截面的中央部位，剪切應(yīng)力變低，配向性又變差，中間處纖維取向最為混亂。玻璃纖維增強(qiáng)材料與未增強(qiáng)材料的收縮特性存在本質(zhì)差異。