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高マンガン鋼 (SMNC)にした場合の解析. Jan. 12 KEK H. Yamaoka. エンドプレート材質を HiMn と SUS にした場合の熱応力の解析をやってみました。. t=298K t=80K. SUS ( a =16e-6). HiMn Steel ( a =9.8e-6). Nb ( a =5e-6). Cu ( a =17e-6). 高マンガン鋼 (SMNC) 一般に Mn11 %以上を主合金成分とする非磁性の合金鋼。硬度があるので、耐摩耗性部品に用いられます。また、非磁性の特性から電気部材にも用いられます。. - PowerPoint PPT Presentation
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1
SUS (=16e-6)
HiMn Steel (=9.8e-6)
Nb (=5e-6)
Cu (=17e-6)
t=298K t=80K
高マンガン鋼 (SMNC)にした場合の解析 Jan. 12KEK H. Yamaoka
高マンガン鋼 (SMNC) 一般に Mn11 %以上を主合金成分とする非磁性の合金鋼。硬度があるので、耐摩耗性部品に用いられます。また、非磁性の特性から電気部材にも用いられます。
エンドプレート材質を HiMnと SUSにした場合の熱応力の解析をやってみました。
2
300MPa
580MPa
200MPa
Stress(Von Mises)
(解析結果) ハイマン部で 300MPa、 Cu部で 580MPa、 Nbの部分で約 200MPaでした。
SUS (=16e-6)
HiMn Steel (=9.8e-6)
Nb (=5e-6)Cu (=17e-6)
3
手計算による応力の推定SUS
HiMn Steel
Nb Cu
t=298K t=80K
R10
0
R63
R43
.8
R43
R40
次ページ1. それぞれの部品でどのくらい収縮してそれらの差はどの位あるかという計算
2. 最大収縮差で発生する応力。実際には、 2 つの材質間のバランスなのでこれ以下だが、応力は高め。 ANSYS との比較。
変位図は 2 ページ後。dtRdR ER
dR
4
Hoop Stress
230MPa(SUS)
-200MPa(HiMn)
-200MPa
-150MPa(HiMn)-: Compression
200MPa(Cu)
5
1
J
II
I
H
I
HH
I
H
J
I
HH
J
I
F
G
F
G
F
G
F
G
F
G
F
E
DD
C
D
C
E E
D
C
B
E
B
C
B
D
E
A
E
C
B
D
A
E
JK
M
JK
LJ
K
IJK
K
K
K
K
K
K
K
K
K
K
K
LLL
L
MN
A=-.3C=-.26
E=-.22G=-.18
I=-.14K=-.1
M=-.06O=-.02
Q=.02S=.06
T=.08
JAN 12 200710:24:58
NODAL SOLUTION
STEP=1SUB =1TIME=1UX (AVG)RSYS=0DMX =.556765SMN =-.305715SMX =-.0327
Deformation( Radial dir.)
0.17mm
0.04mm
0.14mm
熱応力は R(軸方向も同じ)と線膨張率できまってしまうので、 2つの物質での収縮差をどうやって小さくするかですが、どうすれば・・・ ??。
SUS (=16e-6)
HiMn Steel (=9.8e-6)
Nb (=5e-6)
Cu (=17e-6)
6
Titanium
HiMn Steel (=9.8e-6)
Nb (=5e-6)
t=298K t=80K
高マンガン鋼を最外層にし、エンどプレートを Tiにした場合の解析
Jan. 12KEK H. Yamaoka
7
80MPa
200MPa( 局所的)
100MPa
Stress(Von Mises)
(解析結果) ハイマン部で 80MPa、 Nbの部分で約 100MPaでした。局所的に 200MPa。
以上
8
SUS
Ti
Nb
250MPa
Max. 520MPa
Case-1
線膨張係数 純 Ti: 8.4e-6/K(SUS: 16e-6/K)
参考
9
SUS
Ti
Nb
200MPa
Max. 620MPa
Case-1
10
SUS
Ti
Nb
100MPa
Max. 470MPa
Case-5
11
固定
約 80MPa0.08mm( 半径方向変位 )
変位 : 1.5mm
線膨張係数 純 Ti: 8.4e-6/K(SUS: 16e-6/K)
エンドプレートを SUS から Ti に変更した場合 ( 注: SUS構造が入っていない)
CuNbにした
SUSTiにした
SUS: 約 250MPa 0.15mm
12
約 250MPa>43MPa( 耐力 )
500MPa
1. Original conf.
R58
R40
R48R40
t3mmR40
R63
R40
約 250MPa
520MPa
510MPa520MPa
SUS
Nb
Cu
2. R48mm
4. R58mm5. R63mm
6. R88mm
Nbの半径を変化させたときの応力