內應力（Internal Stress），又稱固有應力、初始應力，是指外界沒有通過物體表面向物體內部傳遞應力時，物體內部保持平衡的應力系統。內應力按性質和范圍可分為宏觀內應力、微觀內應力和超微內應力，按引起原因可分為熱應力和組織應力。
內應力的影響因素包括產品結構、模具結構以及成型參數，其中成型參數又包含射出速度、射出壓力、保壓壓力與時間、模具溫度、熔融溫度，這些因素在應力影響方面相互制約，所以成型時針對殘留應力的調整需要綜合各方面的情況。內應力可導致物體開裂、翹曲變形及產品尺寸變化。典型表現為在工件切割時，板料受熱變形使優先切割的長邊與板料彈開，致使切割跑位，易出現一端尺寸在公差范圍內，而另一端已經超出公差范圍的情況。再比如鋼板內原子間金屬鍵的不均勻“拉力”在軋制成型后暫處平衡，切削去除部分材料會打破平衡，引發內應力導致鋼板翹曲變形。
在模具加工中，可采用熱處理，也可通過優化模具設計和成型參數來消除內應力；在切削工件時，可采用靜置法和敲擊法消除內應力。內應力假說建立了一組描述脆性材料強度指標和彈模指標尺寸效應的方程，該假說認為內應力會隨試件尺寸加大而加大，在引起材料強度指標隨試件尺寸加大而減小的同時，還會引起材料初始切線彈模隨試件尺寸加大而加大的彈模尺寸效應。
定義
內應力是指外界沒有通過物體表面向物體內部傳遞應力時，物體內部保持平衡的應力系統。其特點是在物體內形成一個平衡的力系，即遵守靜力學條件。
在所考察的物體截面某一點單位面積上的內力稱為應力。同截面垂直的稱為正應力或法向應力。
產生原因
1、物體由于外因（受力、濕度、溫度場變化等）而變形時，在物體內各部分之間會產生相互作用的內力，以抵抗這種外因的作用，并試圖使物體從變形后的位置恢復到變形前的位置。
2、在沒有外力存在下，材料內部由于加工成型不當，溫度變化，溶劑作用等原因所產生的應力。
分類
文物的內應力
按性質和范圍大小可分為宏觀應力、微觀應力和超微觀應力。
按引起原因可分為熱應力和組織應力。
按存在時間可分為瞬時應力和殘余應力。
按作用方向可分為縱向應力和橫向應力。
機械材料的內應力
內應力根據其產生的原因不同可分為以下3種，熱應力、相變應力和機械阻礙應力。
熱應力是指工件在溫度變化時，由于外部約束和內部部件之間的相互約束而不能完全自由膨脹所產生的應力，也稱為變溫應力。工程材料中的熱應力大多數是指經過熱處理后工件的內應力，其很大程度上影響了工件的形狀、尺寸和性能。熱應力隨著約束程度的增大而增大，因為材料本身的線膨脹系數、彈性模量和泊松比隨溫度的變化而變化，所以熱應力不但和溫度的變化量相關，還和其初始溫度有著密切的關系。當熱應力的值超過了工件的屈服強度時，就會使工件發生變形；當熱應力的值超過了工件的強度極限時，工件甚至會發生開裂。這對工件是極其有害的，應該盡可能的減少或消除。
相變應力是指合金在冷卻過程中發生固態相變，合金的尺寸隨之發生變化，繼而可能會引起合金體積膨脹而產生的應力。合金各部分的溫度如果均勻一致、同時相變，則可能不會產生宏觀應力，而會產生微觀應力。當相變溫度高于其臨界溫度時，合金處于塑性狀態，則不會產生較大的相變應力。反之，當相變溫度低于其臨界溫度時，則會產生較大的相變應力。此外，在熱處理過程中由工件不同部位組織轉變的不同步而產生的內應力，也可稱其為相變應力。
機械阻礙應力是指工件在外力作用下發生變形時，在工件內各部分之間產生相互作用的內應力。羅暑生等通過試驗證明了機械阻礙應力對鑄造內應力的形成有著直接作用，其可改變鑄造內應力的大小與分布。鑄造內應力是熱應力、相變應力和機械阻礙應力交互作用的結果，但不是三者簡單的線性疊加。
塑料材料的內應力
因為外界的諸多因素，破壞了塑膠材料中分子鏈亂序及松弛的自然形式，使之處于一種非穩定狀態而產生殘留應力。具有殘留應力的產品在分子鏈松弛或者重結晶的過程中，就會有應力的釋放，并因而導致產品的翹曲變形及尺寸變化等問題，這也是產品因環境應力開裂的主要原因。
塑膠材料分子鏈在成型過程中由于受到高壓和高剪切力作用導致分子鏈發生劇烈變化，在分子未完全回復亂序及松弛的自然狀態前即遭凍結，從而導致殘留取向應力，尤其以PC材料最為明顯，其它如PC/ABS、PSU等也存在同樣問題，這種狀況的出現與其分子鏈結構有密切的關系。
剪切取向應力代表塑料加工過程中由于剪切流動造成應力大小變化，它受塑膠流動速率與黏度的影響。在充填結束瞬間，由于充填體積變少，流量固定時射速增加，加上塑膠較冷，黏度較高，因此最后充填位置的剪切應力較高，塑料可能會產生裂解及較高的殘留應力。
產生位置：
分子鏈在從熔融到冷卻的過程中，因為產品壁厚或者冷卻水路的差別而導致冷卻溫度的不均勻，從而導致不同溫度部位的收縮不同，在收縮率不同部位，界面之間會因為拉伸剪切而產生殘留應力。
產生位置：主要發生在壁厚不均的產品上。壁厚變化劇烈的位置，由于熱量散發不均勻，所以容易產生不同的收縮取向。
模具模穴表面溫度不均導致加工件沿厚度方向冷卻不均。
典型表現
在實際生產中，有的工件長度較長，寬度較窄。對于這類工件，在切割過程中會發現往往出現大小頭的情況，即工件的一端尺寸在公差范圍之內，而另一端已經超出公差范圍，甚至可能差得更多。這是因為在切割過程中，由于受熱變形，優先切割的那一個長邊與板料之間已經相互彈開，致使切割跑位。
一塊鋼板是由無數個鐵原子（包括其他成分的原子）所組成的，原子與原子之間之所以能夠緊密地連接在一起，而不像一盤沙子一樣，是因為鐵原子之間有強大的金屬鍵緊緊地“拉”在一起的。原子之間的“拉力”會由于相鄰原子之間的位置遠近、角度差異，而導致其“拉力”會在整個鋼板的平面內不是很均勻，通俗地說就是，有些方向的“拉力”大，而有些方向的“拉力”小。由于鋼板是在軋鋼機軋成平板后，這些鋼材立面分子之間的“拉力”會暫時趨于平衡，但是如果將鋼板用刨床或激光切削一部分（如切薄一半的厚度），剩下的鋼板將會馬上發生變形，如發生翹曲，這就是內應力在起作用。
影響因素
產品結構
尖角的存在，容易導致在該位置應力集中的情況發生，當受到外力沖擊或溶劑誘導作用時就會產生應力開裂。壁厚分布不均勻也會導致應力的產生。在壁厚產生變化的區域，會因為厚度變化而產生剪切速度的變化，從而會導致應力的發生。
模具結構
澆口大小及位置的設置不合適也會導致料流填充不平衡，局部位置可能會過度充填，產生較大擠壓剪切應力，造成類似保壓過大所造成的應力。
成型參數
提高射出速度，可降低分子鏈取向程度，有利于降低殘留應力。
射出壓力過大，容易導致局部壓力過大而產生應力；但是射出壓力太低，則不能達到所設定的射出速度，還會因為料流冷卻而加大剪切，導致分子鏈取向應力增大，同樣會有較大殘留應力。
保壓過度和時間過長都會增大澆口處的分子取向而產生較大殘留應力。
模具溫度太低，會導致應力不能及時釋放而殘留。
提高成型溫度，會降低塑料材料的黏度而降低分子鏈的取向應力，從而降低殘留應力。
以上成型條件在應力影響方面相互制約，所以成型時針對殘留應力的調整需要綜合各方面的情況。
危害
開裂
因為應力的存在，在受到外界作用后（如移印時接觸到化學溶劑或者烤漆后端高溫烘焙），會誘使應力釋放而在應力殘留位置開裂。開裂主要集中在澆口處或過度填充處。
翹曲及變形
因為殘留應力的存在，產品在室溫時會有較長時間的內應力釋放或者高溫時出現短時間內殘留應力釋放的過程，同時產品局部存在位置強度差，產品就會在應力殘留位置產生翹曲或者變形問題。
產品尺寸變化
因為應力的存在，在產品放置或后處理的過程中，如果環境達到一定的溫度，產品就會因應力釋放而發生變化。
消除方法
模具加工
在模具加工中，內用力的消除方法有：
熱處理
升高溫度，使之達到可使塑件分子鏈活動的程度，讓被凍結的分子鏈經升溫后松弛產生亂序，從而達到消除殘留應力的目的。方式包括烘箱熱處理和遠紅外加熱處理。
主要用于非結晶性材料，烘箱溫度達到或者接近其熱變形溫度即可。對于結晶性材料，烘箱溫度只要比其使用溫度高10℃～20℃即可，因為如果太高會導致后結晶的產生，使產品的尺寸產生變化。此方式的缺點是烘箱溫度如果不均勻，就會導致應力消除不均勻，從而導致翹曲的產生。
遠紅外加熱的要點在于根據不同的材料選擇合適的加熱遠紅外線頻率，其優點在于加熱非常均勻；缺點在于需要儀器及專業知識。
模具設計及成型控制
在模具設計中，要注意避免尖角的存在而形成應力集中，要注意水路設計，保證冷卻均勻，避免因為冷卻不均而產生局部收縮應力，還要注意澆口位置的放置，避免流程太長導致不同位置壓力傳遞不同，從而產生不同收縮程度導致應力翹曲變形。
切削工件
在切削工件時，工件一定會因刀刃切削時的擠壓而產生塑性變形，這就導致了加工內應力的產生。內應力會使得零件的尺寸發生變化，使零件產生一定的變形。所以若要加工后的零件尺寸達到要求，必須做去應力處理。常用的去內應力方式有靜置法與敲擊法。
靜置法
零件粗加工完畢后，將零件放至一旁靜置，直到內應力去除后，再進行精加工（該方法耗時長，且根據不同的零件尺寸與加工方法等，耗時各不相同）。
敲擊法
零件粗加工完畢后，使用比加工零件硬度低的物體敲擊加工零件（選擇比加工零件硬度低的物體，是為了防止敲擊使工件變形。一般都選用銅棒敲擊），應力去除完畢后，再進行精加工（該方法耗時短，常用于各類數控大賽中）。
假說
內應力假說建立了一組描述脆性材料強度指標和彈模指標尺寸效應的方程；該假說認為內應力場或者說內應力能會隨試件尺寸加大而加大，在引起材料強度指標隨試件尺寸加大而減小的同時，還會引起材料初始切線彈模隨試件尺寸加大而加大的彈模尺寸效應。
參考資料 >