真空状態でのベローズの伸縮に要する外力を計算する方法

2017/12/07 15:32

このQ&Aのポイント

光学機器を設計する際、真空状態でのベローズの伸縮に要する外力を計算する方法を検討しています。ベローズを40mm伸ばす際にかかる外力の大きさを求めるためには、ベローズの仕様と可動範囲を考慮する必要があります。
ベローズの仕様は内径8mm、外径22mm、軸方向バネ定数3.29N/mm、有効面積1.77cm^2、自然長60mm、可動範囲28-68mmです。可動範囲は自然長から８mmまで伸ばすことができます。
具体的な計算方法については詳細を検討する必要がありますが、ベローズのバネの変位を考慮し、力の釣り合いを用いて外力を求めることができます。この計算方法はベローズの仕様に基づいており、正確な外力の大きさを導くことができます。

noname#230358

その他（機械加工）
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noname#230359

2017/12/09 10:18 回答No.1

ベローズのばね性による力の成分を仮に無視すれば、ベローズを取り付ける真空容器の穴径に対応する面積に、大気圧を掛けた値がベローズを伸ばすために必要な力と思います。仮にベローズを取り付ける真空容器の穴径：16 mmとすると、面積：201 mm^2 大気圧は約0.1 MPaですから、ベローズを伸ばすために必要な力Fは、次の式で求められると思います。　F ＝ 201 mm^2×0.1 MPa ＝ 201e-6 m^2×0.1e6 N/m^2 ＝ 20.1 N 真空度が10^-6Paでも、10^-3Paであっても、大気圧に比べて無視できるほど小さな値なので、力を求める計算には影響しません。