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ミーティング資料. 2009/Apr/6 (Mon) 森田. 径方向分割コア RCS 空洞の寸法入り図. 産総研(ターボマシングループ)訪問. エポキシは長期使用に向かない。テフロン、セラミック系樹脂が良い。 よどみを減らすために入口と出口を複数にすると良い。 入口にワイヤーを張ると良い。 乱流は可視化実験で確かめられる。 アクリル製流路をもらった。 PIV を使わせてもらえる。. 現行 RCS コア 現行 MR コア 0.8mm カット RCS コア の熱応力計算. RCS コアの計算はショート板側のコア(一番発熱が大きい)に対するものである。.

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Presentation Transcript
slide1

ミーティング資料

2009/Apr/6 (Mon)

森田

slide3
産総研(ターボマシングループ)訪問
  • エポキシは長期使用に向かない。テフロン、セラミック系樹脂が良い。
  • よどみを減らすために入口と出口を複数にすると良い。
  • 入口にワイヤーを張ると良い。
  • 乱流は可視化実験で確かめられる。
  • アクリル製流路をもらった。
  • PIVを使わせてもらえる。
rcs mr 0 8mm rcs

現行RCSコア現行MRコア0.8mmカットRCSコアの熱応力計算現行RCSコア現行MRコア0.8mmカットRCSコアの熱応力計算

slide5

RCSコアの計算はショート板側のコア(一番発熱が大きい)に対するものである。RCSコアの計算はショート板側のコア(一番発熱が大きい)に対するものである。

slide6
コアの物性値計算

線熱膨張係数

a

b

h

縦弾性係数(ヤング率)

FINEMET

エポキシ

線熱膨張係数

縦弾性係数(ヤング率)

slide7
物性値

応力計算

熱計算

熱伝導率[W/m/K]

コア径方向:0.6

コアその他方向:7.1

エポキシ層:0.2

FRP径方向:0.4

FRPその他方向:0.8

割線線膨張率[10-6/K]

エポキシ層:60

FRP径方向:23

FRPその他方向:7

コア:16

エポキシ層の厚みは0.3mm

参照温度(応力ゼロの温度)は30度

エポキシとFRPの物性値は

プラスチック基複合材料を知る事典

(アグネ)

を参考にした。

ヤング率[MPa]

エポキシ層:3.2×103

FRP:7.8×103

コア:28×103

FRPのヤング率は

径方向:7.6×103

その他方向:8.0×103

ほぼ等しいので等方的と

考えて平均の値

7.8×103

を使う。

ポアソン比

エポキシ層:0.34

FRP:0.32

コア:0.32

コアのポアソン比は

他の金属材料と同等と

考えて0.32を使う。

FRPのポアソン比も

径方向:0.319

その他方向:0.313

ほぼ等しいので等方的と

考えて平均の値

0.316=0.32

を使う。

slide8

現行RCSコア

ショート板側コアの径方向発熱分布

slide9

現行RCSコア

X-component of stress

温度分布

この面に熱伝達係数500[W/m2/K], 30℃

177.5

425

35.6℃

115℃

-12.2MPa

18.5MPa

Y

X

-12.2MPa

18.5MPa

拡大

slide10

現行RCSコア

Y-component of stress

温度分布

この面に熱伝達係数500[W/m2/K], 30℃

177.5

425

-8.10MPa

5.89MPa

35.6℃

115℃

Y

X

-8.10MPa

5.89MPa

拡大

slide11

現行RCSコア

Z-component of stress

温度分布

この面に熱伝達係数500[W/m2/K], 30℃

177.5

425

-27.5MPa

8.87MPa

35.6℃

115℃

Y

X

-27.5MPa

8.87MPa

拡大

slide12

現行RCSコア

XY shear stress

温度分布

この面に熱伝達係数500[W/m2/K], 30℃

177.5

425

-1.65MPa

4.41MPa

35.6℃

115℃

Y

X

-1.65MPa

4.41MPa

拡大

slide13

現行MRコア

カット幅10mmでは磁場分布が一様になるので

発熱も一様(7.5×105 [W/m3])とした。コア1枚当たり

12kWの発熱として考えている。

slide14

現行MRコア

X-component of stress

温度分布

この面に熱伝達係数500[W/m2/K], 30℃

112.5

400

34.0℃

92.1℃

-9.56MPa

13.7MPa

-9.56MPa

13.7MPa

拡大

slide15

現行MRコア

Y-component of stress

温度分布

この面に熱伝達係数500[W/m2/K], 30℃

112.5

400

34.0℃

92.1℃

-5.88MPa

4.65MPa

-5.88MPa

拡大

4.65MPa

slide16

現行MRコア

Z-component of stress

温度分布

この面に熱伝達係数500[W/m2/K], 30℃

112.5

400

34.0℃

92.1℃

-9.48MPa

15.2MPa

-9.48MPa

15.2MPa

拡大

slide17

現行MRコア

XY shear stress

温度分布

この面に熱伝達係数500[W/m2/K], 30℃

112.5

400

34.0℃

92.1℃

-1.72MPa

-1.72MPa

4.06MPa

4.06MPa

-1.72MPa

4.06MPa

拡大

slide18

0.8mmGap RCSコア

ショート板側コアの径方向発熱分布

slide19

0.8mmGap RCSコア

温度分布

X-component of stress

この面に熱伝達係数500[W/m2/K], 30℃

177.5

425

33.5℃

82.7℃

-7.45MPa

11.6MPa

-7.45MPa

11.6MPa

拡大

slide20

0.8mmGap RCSコア

Y-component of stress

温度分布

この面に熱伝達係数500[W/m2/K], 30℃

177.5

425

33.5℃

82.7℃

-5.04MPa

3.66MPa

-5.04MPa

拡大

3.66MPa

slide21

0.8mmGap RCSコア

Z-component of stress

温度分布

この面に熱伝達係数500[W/m2/K], 30℃

177.5

425

33.5℃

82.7℃

-12.9MPa

6.47MPa

-12.9MPa

拡大

6.47MPa

slide22

0.8mmGap RCSコア

温度分布

XY shear stress

この面に熱伝達係数500[W/m2/K], 30℃

177.5

425

33.5℃

82.7℃

-1.03MPa

2.74MPa

-1.03MPa

2.74MPa

拡大