アルミニウムの真空容器でのたわみ計算
- アルミニウムの真空容器でのたわみ計算を教えてください。設計初心者がアルミ板の厚さと耐力について悩んでいます。
- アルミニウムの真空容器の設計において、アルミ板の厚さと耐力について検討しています。計算方法を教えてください。
- アルミニウムの真空容器のたわみ計算について教えてください。アルミ板の厚さと耐力によって、たわみの値が変化するのでしょうか？
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アルミニウムの真空容器でのたわみ計算を教えてくだ…
アルミニウムの真空容器でのたわみ計算を教えてください＾＾ ごらんになって頂いてどうもありがとうございます。 設計をするようになってまだ間もないのですが、先輩にこのページを 教えて頂き、さっそく投稿させていただきました。 １２５Ａのステンレス管を用いた真空容器の蓋をアルミで検討しています。 なぜアルミかというと熱伝導率の関係でアルミを使うことになりました。 Ａ１０５０ＰのＨ２４で、厚さ３ｍｍ真空圧のかかる面積がφ140ｍｍの円盤です。 ―― 熱源 ―― ↑ＳＵＳ穴空フランジ ボルト８ヶ ＝＝――――――――――――＝＝ 間：アルミ円板 ｌ ｌ ↓ＳＵＳ穴空フランジ ｌ ｌ ｌ ｌ ｌ ｌ ｌ ｌＳＵＳスケジュール５Ｓ１２５Ａ ｌ ｌ ｌ 約１０トール ｌ ｌ ｌ ｌ ＝＝真空引き ｌ ｌ －－－－－－－－－－－－－－ 分かりにくい絵ですみません＾＾； 全周固定（はさんでいる）で外気は大気圧、内部は１０トールです。 アルミ円盤へは真空面均等圧でフランジは8箇所ボルト固定です。 この状態でアルミ板ｔ３でたわみがどのくらいになるか心配です。 計算の仕方はしらべてみたのですがわかりませんでした；； 中心部のたわみがいくつになるか計算のしかたがありましたら 御教授御願いします＾＾ 調べてわかっていることは、 アルミＡ１０５０Ｐ Ｈ２４の厚さ2mm以上4mm以下 引張強さ ９．５～１３kgf/mm2 耐力 １２～１５kgf/mm2 説明不足でしたら御指摘御願いします。
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フランジなので外周部を固定された等分布荷重を受ける円盤の最大撓みω（max)と考えれば、以下の計算式が機械工学便覧に掲載されています。 ω（max)＝0.171＊ｐ＊ａ4／（Ｅ＊ｈ3） ｐ：一様にかかる荷重（圧力） ａ：円盤の半径 （ａ4はａの４乗の意味） Ｅ：縦弾性係数 ｈ：フランジの厚さ （ｈ3はｈの３乗の意味） ついでに、最大応力σ(max)の計算式は σ(max)＝±0.75＊ｐ＊ａ2／ｈ2 これで計算するとアルミの引っ張り強さを超えていませんか？ 計算では最大撓みは約0.2mmとなりますが、この計算式はフランジ外周部を完全に固定するという条件なので、実際のフランジとは少し異なります。 形状にもよりますが、フランジ固定部分も撓むので、蓋中央部の撓みは計算より多くなるようです。 相手側のフランジやパイプなどの構造の強度が十分あるときは概ね成り立つと考えられますが、構造物が応力によって撓むので、厳密には内圧と外圧では撓み量は異なります。 先に答えたところで、最大応力を計算すると、約４Kg／mm2となり、A1100の引張り強度を超えていませんが、JIS圧力容器の規定を見ると、A1100の許容応力はH24で3.0Kgf/mm2（JIS H 4000)となっており、不可のようですね。
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お礼
有難う御座います＾＾ 考え方は真空でも同じなんですね、参考になります。 やっぱりｔ３ではむりがありそうですね。 ｐ：１０ｇ/mm2 a：７０mm Ｅ：7.0×1000kgf/mm2 ｈ：３mm このω（max)＝0.171＊ｐ＊ａ4／（Ｅ＊ｈ3） Ａ．0.02ｍｍでしょうか？ どちら方向の荷重に対してもなりたつのでしょうか？ ↓ ＝＝＝＝＝＝＝＝＝ ｌ ↑ ｌ ｌ ｌ ｌ ｌ －－－－－－－ 御丁寧な説明有難う御座います。 非常に参考になりました、今後も役に立つと思います＾＾ もう一度検討してみます。