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圖9 成型模 3、必要的去應力退火或時效處理 對于精密模具，因其切削加工或磨削加工產生的應力會引起變形與開裂，故如在工藝流程中增加去應力退火或時效處理，往往能顯著減少變形并防止開裂。例如，對于細長軸類及形狀復雜的模具，在粗加工成型后進行一次去應力退火，以消除切削加工應力，這對減少淬火變形十分有效。

殘留的NH4Cl吸收水分形成水溶液，并水解形成酸性Cl-腐蝕環境，其pH越低，奧氏體不銹鋼對Cl-應力腐蝕敏感性越強。 （2）奧氏體不銹鋼材質換熱管的U形彎處，存在較大殘余應力，管束內彎與反應產物接觸的管子內壁為拉應力集中區域，且管內外壓力差比較大，為14.51MPa。殘余應力和外加載荷是誘導應力腐蝕開裂的力學條件。

核電廠一回路中的金屬器件會受到放射性輻照，輻照損傷導致的晶體結構變化使應力腐蝕開裂現象更容易發生。 圖1 晶間應力腐蝕開裂的電鏡掃描顯示結果 基于晶體微觀結構的建模和斷裂力學有限元仿真可以對應力腐蝕開裂的過程進行可視化的模擬。

這些看似不同的問題，其根源往往指向同一個內部因素——塑料制品內部的殘留應力。它是在注塑成型過程中，由于不均勻的冷卻、收縮、分子取向等因素“凍結”在產品內部的內部力量。這種應力肉眼無法看見，傳統檢測往往只能等到問題最終爆發（開裂、變形）后才能事后分析，導致調試周期長、廢品率高、質量風險大。

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。

技術鄰服務20+新能源頭部企業的實戰經驗顯示，電池包熱應力相關故障中，正常工況下的散熱板開裂占比23%，熱失控初期的殼體破裂占比35%，而Ansys熱應力分析可針對性構建全周期防護體系。

右鍵單擊Solution 插入總變形和應力。單擊solve 進行求解。圖25 結構靜力學計算中導入溫度圖26 溫度對管道造成的應力圖27 溫度導致管道的變形來源：百度文庫

本文將分享一個 COMSOL 案例庫中的模型：渦輪靜葉片的熱應力分析，并研究其中非常重要的熱傳導和熱應力的影響。高效的傳熱仿真 為了快速計算，我們可以預先定義渦輪靜葉片模型的傳熱，但并不具體求解。請注意，這里介紹的模擬標準可以是研究的最終目標，也可以作為了解模型概況和驗證所有設置是否一致的第一步。

技術鄰Ansys定制培訓可使工程師30天內獨立完成熱應力分析項目，方案落地率達85%，已累計為汽車、機械、新能源等10余個行業培養12000+專業人才，成為企業突破熱應力技術瓶頸的核心助力。

準確預測由不同材料構成組件中的熱應力是一個具有挑戰性的分析問題。熱致應力由溫度梯度、支撐以及當連接材料具有不同熱膨脹系數（CTE）時產生。對于CTE不匹配的情況，即使溫度均勻，也會導致熱應變的差異，從而引發機械應變和應力。針對這些連接的建模假設會對局部應力產生重大影響。在對這類組件進行建模之前，仿真工程師必須回答的第一個問題是：是什么使部件保持在一起？

只做熱：沒有熱–力耦合的應力演化，無法預測殘余場；只做力：沒有真實的溫度歷程驅動，熱應變與材料退化無從談起。工程意義：快速評估工藝窗口（功率/焊速/熱源形參）對峰溫、HAZ、殘余應力與翹曲的影響；用自動化腳本把“手工建模”變成“可復用流程資產”，支撐 DOE/靈敏度/優化。

Workbench除了做穩態熱應力變形，還可以做瞬態熱應力變形。熱雙金有兩個熱膨脹系數不同的金屬組成，熱膨脹系數越大，其為主動層，帶動被動層受熱彎曲。 通過workbench瞬態熱模塊和瞬態結構模塊可模擬該類情景。若考慮空氣對流對熱雙金表面溫度分布的影響，可使用Fluent與瞬態結構模塊進行熱應力仿真。

因此，在超過70℃的溫差載荷下，僅在溫度載荷條件下，動渦旋齒的熱變形如圖7所示。由于處于動渦旋盤中心的排氣溫度高達105℃，因此渦旋齒頭頂部處產生最大的溫度載荷和熱應力變形，變形量隨著展開角的增大呈減小趨勢。最大熱應力變形為24.8 μm，最小變形值為2.8 μm。

圖7 預應力場變量設置 圖8 ABAQUS熱-力耦合分析流程圖【溫度應力結果對比】將各溫度梯度產生的應力云圖指標進行對比分析如下圖所示。

講解核心知識點時，講師全程結合真實行業案例舉例，避免抽象表述：比如介紹“瞬態熱應力與穩態熱應力”的區別時，不會單純講解“時間依賴性”理論，而是通過“汽車發動機啟動（溫度快速變化，需瞬態分析）”與“發動機持續運轉（溫度穩定，用穩態分析）”的場景對比，搭配溫度場云圖動態演示，讓學員瞬間理解兩種分析類型的適用場景；講解“熱膨脹系數對熱應力的影響”時，會以“鋼質散熱板與鋁合金電芯的熱應力匹配”為例，通過仿真結果對比

熱應力分析過程 ABAQUS 提供三種熱應力分析程序：1. 順序耦合熱應力分析，最常用的方法? 當應力是由熱量場存在造成的，并且熱求解過程與應力狀態無關，也就是說應力依賴于熱產生，而熱并不依賴位移。

此外，鋼在淬火冷卻過程中，由于工件溫差產生脹縮不一致以及相變不同時還會引起淬火應力，甚至會引起變形或開裂，在制定淬火工藝時應予以特別注意。（一）淬火應力工件在淬火過程中會發生形狀和尺寸的變化，有時甚至要產生淬火裂紋。工件變形或開內產生的內應力造成的。淬火內應力主要有熱應力和組織應力兩種。工件最終變形或開裂是這兩種應力綜合作用之結果。

熱應力分析 !學習重點： !1、 理解熱力耦合的直接法和間接法 !間接法：先進行熱分析，然后將求得的節點溫度作為載荷施加到結構應力分析中。 !直接法：直接采用具有溫度和位移自由度的耦合單元，同時得到熱分析和結構應力分析的結果。直接法又分弱耦合和強耦合選擇強耦合時，形成不對稱矩陣，線性系統可以直接求解。

3.3減少金屬材料的應力腐蝕開裂腐蝕開裂是指金屬在物理力與化學成分侵蝕下產生了不恰當的斷裂。通常引起這一狀態的力是殘余拉力，這個力的形成時間是在金屬焊接的時候，在進行升溫加熱或冷卻時，引起溫度的變化導致內部組織發生改變，同時引起其他力的變化。淬火內應力主要有熱應力和組織應力兩種。工件最終變形或開裂、應力腐蝕都是這兩種應力綜合作用的結果。