点击蓝字 关注我们
从事工业仪器仪表类产品设计研发，
深度参与并服务于国内外极具行业影响力的上市公司龙头企业。
聚焦产品结构设计知识分享和方案提供，
助力产品结构工程师能力提高，
为企业提供技术支持，
实现降本增效！
点击蓝字 关注我们
很多时候我们会发现产品在使用的过程中，经常会出现外壳开裂的现象，应力集中是导致产品在受力、跌落或长期使用后开裂的头号杀手。
为了减小应力集中现象的出现，我们可以从以下几个方面对我们的产品进行优化。
一、 结构设计优化
很多时候应力集中现象的产生都是由我们产品结构工程师在前期设计过程中导致的，所以对于我们结构工程师来说，改变应力集中最直接的办法就是通过改变形状来让力“顺畅流过”。
1. 增加圆角
原理：尖锐的棱角会让流线型的应力线发生“拥堵”，导致局部压力飙升（就像高速公路的急转弯）。圆角能让应力平滑过渡。
应用：所有壁厚突变处、内转角、加强筋根部，必须做圆角。
黄金法则：圆角半径 R 最好大于壁厚 T 的 0.5倍（R \ge 0.5T）。如果空间受限，至少也要保证 R \ge 0.25T。
2. 掏空/挖肉
原理：塑料件壁厚不均是应力集中的温床（因为收缩率不同产生内应力）。
应用：
避空：在不影响装配和强度的前提下，把厚实的区域挖空，让壁厚趋于均匀。
偷胶：在加强筋与主壁厚连接的地方，人为削薄根部（做成三角形或梯形），减少局部体积，防止缩水和应力堆积。
3. 加强筋的正确姿势
错误做法：加强筋根部与壁厚完全平齐，且直角连接。这会导致根部应力极大，一摔就断。
正确做法：
厚度：筋的厚度应为壁厚的 0.5~0.7倍。
拔模角：筋的两侧必须做拔模角（通常1-2度），减少体积。
过渡：筋的根部与壁面连接时，必须有过渡圆角。
4. 卸载槽
场景：当一个悬臂梁或薄板连接在厚壁上时，力会全部聚集在根部。
解法：在连接处开一个小槽（卸载槽）。这听起来反直觉，但这个小槽能切断应力流线的聚集，让应力分散到更宽的区域，从而保护根部不被撕裂。
5. 缺口钝化（Notch Blunting）
场景：产品上必须有的开孔（如螺丝孔、卡扣孔）。
解法：孔的边缘绝对不能是直角。必须做倒角或圆角。对于长条形孔，两端的半圆半径越大越好，应力越小。
二、 工艺优化
有时候结构没问题，但注塑出来就有应力，这需要对加工工艺进行优化，从源头减少内应力。
1. 浇口位置优化：
浇口不要正对壁厚突变处，也不要直接对着细小的特征（如卡扣），否则高压熔体直接冲击会产生巨大的剪切应力。
2. 后处理（退火/调湿）：
退火：对于PC、PPO等工程塑料，注塑后放入烘箱加热保温再缓慢冷却，可以消除注塑过程中冻结的内应力。
调湿：针对你之前问的尼龙（PA），吸水后分子链松弛，韧性增加，能显著降低内应力。
三、 仿真验证
在开模前，我们可以用先进的仿真软件预判应力集中点。
CAE分析（模流分析）：
查看“气穴”和“熔接痕”位置，这些地方往往也是应力集中点。
查看“剪切应力”云图，红色区域即为高风险区。
有限元分析（FEA）：
做跌落仿真或受力仿真，直接看哪里颜色最红（应力最大），哪里就需要加圆角或加强筋。
扫码关注
免责声明：图文来源于网络并非原创，仅供学习使用，如有侵权，请及时联系删除。