波紋管的熱應力分析

假設一個波形管能夠自由變形，在其兩端分別施加不同的溫度，整個模型的溫度分布如圖26所示，我們感興趣的是在沒有外界約束和載荷條件下，模型的不均勻 溫度分布是否會產生熱應力。

使用穩態的熱分析結果，計算沒有外界載荷條件和約束條件下，由于不均勻的溫度所產成的靜態分析結果，通過靜態分析我們發現圖26顯示紅色 部位的應力同樣超過了材料的屈服強度。

圖 26 由于溫度分布不勻均，波紋管產生的熱應力超過了材料的屈服強度

根據實際的一些需要，我們還可以施加一個結構載荷到波紋管中計算熱載荷和結構載荷綜合作用下所產生的應力大小。(圖 27)

圖 27 波紋管承受拉伸載荷如圖（上）熱應力和結構載荷所產生的綜合效果如圖（下）

電路板的過熱保護

理想的電路板溫度為700C，并且不能超過1200C如圖28所示。為了防止過熱，有一個恒溫器控制開關，當芯片溫度超過1200C時會切斷電源，當溫度低于700C時會打開電源。然而由于熱慣性，芯片的溫度仍然可以超過1200C。

圖 28 通過恒溫器控制開關防止電路板過熱。

觀察恒溫器開關控制的電路板瞬態溫度變化曲線，這個與咖啡壺的例子圖19很相似。當定義完材料的屬性，對流系數，初始溫度，功率，運行分析，大概需要300秒的時間。芯片的溫度波動曲線如圖29。

圖 29 當恒溫器不斷的開啟和關閉，芯片的溫度也隨之波動變化，因為熱慣性，最大溫度超過了1200C

通過瞬態熱分析的結果，說明在設計的過程中，恒溫器的溫度控制點必須低于1200C，來補償由于熱慣性所產生的結果。那么可以通過另外的兩三個配置分析來獲得合理的控制溫度。