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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(dǎo)致的晶體結(jié)構(gòu)變化使應(yīng)力腐蝕開裂現(xiàn)象更容易發(fā)生。 圖1 晶間應(yīng)力腐蝕開裂的電鏡掃描顯示結(jié)果 基于晶體微觀結(jié)構(gòu)的建模和斷裂力學(xué)有限元仿真可以對應(yīng)力腐蝕開裂的過程進(jìn)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(nèi)部因素——塑料制品內(nèi)部的殘留應(yīng)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(jié)”在產(chǎn)品內(nèi)部的內(nèi)部力量。這種應(yīng)力肉眼無法看見，傳統(tǒng)檢測往往只能等到問題最終爆發(fā)（開裂、變形）后才能事后分析，導(dǎo)致調(diào)試周期長、廢品率高、質(zhì)量風(fēng)險大。

圖9 成型模 3、必要的去應(yīng)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(chǎn)生的應(yīng)力會引起變形與開裂，故如在工藝流程中增加去應(yīng)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(xì)長軸類及形狀復(fù)雜的模具，在粗加工成型后進(jìn)行一次去應(yīng)力退火，以消除切削加工應(yīng)力，這對減少淬火變形十分有效。

亞克力CNC加工的技術(shù)難點雖然亞克力比金屬容易切削，但在CNC加工中仍有不少挑戰(zhàn)： 耐熱性差 —— 過熱會導(dǎo)致熔化或應(yīng)力開裂； 刀具磨損 —— 鈍刀具會留下霧面或劃痕； 排屑困難 —— 切屑若未及時排出，會刮傷表面； 拋光要求高 —— 光學(xué)透明件往往需后續(xù)精拋處理。

量測條件是將伸圖 1：左為日本島津公司 TMA 量測儀器的外觀；右為 TMA 儀器的量測模式圖 2：PMMA 塑料的 TMA 軟化溫度量測結(jié)果長率條件設(shè)定為零。當(dāng)磁帶樣品受熱收縮時，會產(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。

圖16為載荷達(dá)到1500N時混凝土梁軸向正應(yīng)力，固端紅色區(qū)域中除了小部分為小于抗拉強(qiáng)度的受拉區(qū)外，大部分為開裂區(qū)。圖17為相應(yīng)的鋼筋正應(yīng)力。受壓區(qū)混凝土最大壓應(yīng)力為-0.78MPa，受壓鋼筋應(yīng)力為-3.60MPa，受拉鋼筋應(yīng)力為15.7MPa， 拉裂區(qū)應(yīng)力全部由鋼筋承擔(dān)。

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

圖3 產(chǎn)品裂解圖(3) 應(yīng)力評價采用鹽酸對樣品進(jìn)行應(yīng)力評價，如圖3所示，酸蝕后的OK件底端、側(cè)端均出現(xiàn)橫向裂紋；OK件側(cè)端、OK件頂端出現(xiàn)由內(nèi)向外的應(yīng)力開裂。表明制件在這些位置存在較大的內(nèi)應(yīng)力，容易產(chǎn)生應(yīng)力集中。

殘留的NH4Cl吸收水分形成水溶液，并水解形成酸性Cl-腐蝕環(huán)境，其pH越低，奧氏體不銹鋼對Cl-應(yīng)力腐蝕敏感性越強(qiáng)。 （2）奧氏體不銹鋼材質(zhì)換熱管的U形彎處，存在較大殘余應(yīng)力，管束內(nèi)彎與反應(yīng)產(chǎn)物接觸的管子內(nèi)壁為拉應(yīng)力集中區(qū)域，且管內(nèi)外壓力差比較大，為14.51MPa。殘余應(yīng)力和外加載荷是誘導(dǎo)應(yīng)力腐蝕開裂的力學(xué)條件。

，等效總應(yīng)變最大數(shù)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(yīng)力的影響 在實際的冷熱沖擊試驗中，產(chǎn)品的開裂結(jié)果基本一致，所以前兩種的開裂預(yù)測是不準(zhǔn)確的，要想準(zhǔn)確精確預(yù)測開裂區(qū)域，還需要考慮塑膠成型后的殘余應(yīng)力的影響，分析結(jié)果如下：PA6-GF30材料界面分離&注塑殘余應(yīng)力分析結(jié)果 從上面的分析結(jié)果可以看出，PA6-GF30材料的開裂趨勢為圖中紅色所示

另外，由于透明PC+gf塑料多為熔點高、流動性差，因此為保證產(chǎn)品的表面質(zhì)量，往往需要較高的溫度，注射壓力、注射速度等工藝參數(shù)也要作細(xì)微調(diào)整，使注塑料時既能充滿模，又不會產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力而引起產(chǎn)品變形和開裂。因此從原料準(zhǔn)備，對設(shè)備和模具要求、注塑工藝和產(chǎn)品的原料處理幾方面都要進(jìn)行嚴(yán)格的操作。1.

注射速度：中等 化學(xué)和物理特性：PMMA具有優(yōu)良的光學(xué)特性及耐氣侯變化特性。白光的穿透性高達(dá)92%。PMMA制品具有很低的雙折射，特別適合制作影碟等。PMMA具有室溫蠕變特性。隨著負(fù)荷加大、時間增長，可導(dǎo)致應(yīng)力開裂現(xiàn)象。PMMA具有較好的抗沖擊特性。

另外需要提到的是，H矩陣的表達(dá)式是根據(jù)節(jié)點開裂角度定義的，如下圖， 開裂面和連續(xù)體之間的應(yīng)力轉(zhuǎn)換為， c 和 s 分別是 開裂角度和最大應(yīng)力的計算為， 該式子中用到的應(yīng)力是彈性應(yīng)力 通過本構(gòu)關(guān)系計算應(yīng)力為， 所以，接觸面上的應(yīng)力可以表示為，

90°時，試件為純Ⅰ型開裂，且Ⅰ型應(yīng)力強(qiáng)度因子隨裂紋傾角增大而 減小．當(dāng)裂紋傾角為30°時，試件為純Ⅱ型開裂， 且Ⅱ型應(yīng)力強(qiáng)度因子隨裂紋傾角增大呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢．在試件首先達(dá)到純Ⅰ型開裂和純Ⅱ型開裂情況時，T應(yīng)力均為負(fù)值，且T應(yīng)力隨裂 紋傾角增大而增大．隨著圍壓增大，Ⅰ型和Ⅱ型應(yīng)力強(qiáng)度因子逐漸減小但所受影響程度很小，而T應(yīng)力增大．

對PC一類高粘度的非結(jié)晶型塑料，其應(yīng)力開裂與塑件內(nèi)應(yīng)力大小有關(guān)，升高模溫有利于減小內(nèi)應(yīng)力，減小應(yīng)力開裂趨勢。 內(nèi)應(yīng)力的表示方式為應(yīng)力痕明顯！原因是：成型內(nèi)應(yīng)力的形成基本上是由于冷卻時不同的熱收縮率造成，當(dāng)制品成型后，它的冷卻是由表面逐漸向內(nèi)部延伸，表面首先收縮硬化，然后漸至內(nèi)部，在這過程中由于收縮快慢之差而產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。

如上面兩篇連接里介紹的，在單元階段，開裂面上的應(yīng)力可以寫為，在材料階段，開裂面上的應(yīng)力可以寫為， 兩個階段的應(yīng)力需要相等， 這就形成了一個非線性式子，其中未知的開裂相對位移 e 就是我們想要求解的。

03基于開裂能量密度? 通過開裂能量密度的方法進(jìn)行疲勞壽命的計算，基于裂紋擴(kuò)展的基本假設(shè)，考慮拉伸載荷作用和平均應(yīng)力的修正，并給出關(guān)鍵區(qū)域的開裂方向。相對于上面的方法，其分析精度較高。

焊接殘余應(yīng)力顯著影響焊縫的疲勞耐久性能。在傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和疲勞壽命有限元分析中焊接殘余應(yīng)力沒有被考慮進(jìn)來，因此工程師們不能重現(xiàn)開裂問題。采用Simufact Welding，工程師們能夠復(fù)現(xiàn)擺臂的焊接過程，并獲得焊接殘余應(yīng)力。通過結(jié)合疲勞分析和基于Simufact Welding得到的結(jié)果——焊接殘余應(yīng)力，開裂問題可以成功重現(xiàn)。

03 基于開裂能量密度? 通過開裂能量密度的方法進(jìn)行疲勞壽命的計算，基于裂紋擴(kuò)展的基本假設(shè)，考慮拉伸載荷作用和平均應(yīng)力的修正，并給出關(guān)鍵區(qū)域的開裂方向。相對于上面的方法，其分析精度較高。

03基于開裂能量密度? 通過開裂能量密度的方法進(jìn)行疲勞壽命的計算，基于裂紋擴(kuò)展的基本假設(shè)，考慮拉伸載荷作用和平均應(yīng)力的修正，并給出關(guān)鍵區(qū)域的開裂方向。相對于上面的方法，其分析精度較高。開裂能密度理論介紹基于開裂能量密度(CED)的彈性體方法屬于裂紋擴(kuò)展方法的范疇，該方法假設(shè)材料中總是存在小裂紋，例如尺寸為c0，并且由于循環(huán)載荷，它們會生長，直到達(dá)到材料被認(rèn)為失效的尺寸。