結構熱應力

(1)結構體構件的熱膨脹或收縮受到外界約束 。

(2 )結構體構件之間的温差 。

(3)結構體內某一構件中的温度梯度 。

(4)線膨脹係數不同材料的組合。

(5 )材料內部夾雜。

(6 )材料的各向異性。 ^[1] 

1. 熱應力隨約束程度的增大而增大。由於材料的線膨脹係數、彈性模量與泊桑比隨温度變化而變化，熱應力不僅與温度變化量有關，而且受初始温度的影響。

2. 熱應力與零外載相平衡，是由熱變形受約束引起的自平衡應力，在温度高處發生壓縮，温度低處發生拉伸形變。

3. 熱應力具有自限性，屈服流動或高温蠕變可使熱應力降低。對於塑性材料，熱應力不會導致構件斷裂，但交變熱應力有可能導致構件發生疲勞失效或塑性變形累積。

在凝固、冷卻的過程中因為產品結構、環境等因素造成各個位置散熱條件不會完全相同，熱脹冷縮而形成的互相之間因為收縮而產生的作用力。

求解熱應力，既要確定温度場，又要確定位移、應變和應力場。與時間無關的温度場稱定常温度場,它引起定常熱應力;隨時間變化的温度場叫非定常温度場，它引起非定常熱應力。

熱應力的求解步驟：

1、由熱傳導方程和邊界條件（求非定常温度場還須初始條件）求出温度分佈；

2、再由熱彈性力學方程求出位移和應力。 ^[2]