热应力 — CAE用语解说

温度变化时，物体会膨胀或收缩。但受到周围约束时无法自由变形，因此内部会产生应力。这就是热应力。对于完全约束的杆，可用 σ = -E * α * ΔT 计算。

在均匀温度变化且完全自由的情况下，是的。但实际上部件内部存在温度梯度，高温区和低温区会相互约束，产生应力。这就是"自约束"导致的热应力，即使没有外部约束也会发生。

FEM中，从温度变化计算热应变，然后将其转换为荷载矢量。最终求解刚度方程。

例如钢（E=200GPa，α=12×10⁻⁶/K）在完全约束下温度上升100℃时，σ = 200×10³ × 12×10⁻⁶ × 100 = 240MPa。这已经接近屈服应力，设计时不能忽视。

这个可能性很大。铸造件由于厚度差异，冷却速度不同，薄壁部分和厚壁部分之间会产生大的热应力，这些应力以残留应力的形式保留下来。建议先确认温度分布，找出可能发生应力集中的形状特征。