热变形 — CAE术语解说

正是热变形的问题。电动机和轴承发热导致主轴周围温度升高时，机械结构会微妙膨胀，加工位置发生偏移。精密加工机床中，微米级的变形会表现为加工误差。

钢的CTE约12×10⁻⁶/K，所以1米长的钢在温度上升10℃时会伸长0.12毫米。光学系统的透镜筒在几摄氏度的变化下会破坏对齐，半导体曝光设备则面临纳米级的热变形问题。

采用两阶段方法。首先通过热分析求出温度分布。

然后将该温度场作为结构分析的热载荷应用。热膨胀应变$\varepsilon_{th} = \alpha \Delta T$产生于各单元，结合约束条件，计算出变形和热应力。

完全正确。如果温度均匀上升，只会改变尺寸而形状保持不变，但温度分布不均匀时就会产生翘曲和扭曲。例如在PCB回流焊接中，上下表面温度差会导致翘曲变形，从而引发装配不良。

对的。对策包括三个方面：采用因瓦合金（CTE≈1.2ppm/K）等低膨胀材料、对称结构设计来相互抵消变形、以及运行前预热使其达到稳定状态等运维对策。从设计、材料和运维三个方向来控制热变形才是关键。