検出器デュワーの強度解析２
[2001/7/9レポートの訂正版]

14 Aug, 2001    Tokoku




□ 強度計算


MOIRCSデュワー全体のモデルを用いて、検出器デュワーの強度計算を行った。

条件：    材質Al6061
          密度       2.68×103 [kg/m3]
          ヤング率   68.2×109 [Pa]
          ポアソン比 0.332
          降伏応力   55〜276×106 [Pa] 熱処理の状態によって大きく変わる。

          （物理的特性値は、主にYoderの「Mounting Lenses in Optical
            Instruments」から引用した。）


・MOIRCS全体のモデル（図１）をつくり、全体に大気圧(101325Pa）をかける。
・モデルは、焦点面デュワーと検出器デュワー以外は適当な大きさに
  なっている（ただし、以前強度解を行った光学ベンチがはいる大きさ）。
  板厚は全体が20mmになっていて、検出器デュワーにだけ深さ10mmのポケットがある。
・重力は考慮せずに、できるだけ大気圧に対する強度だけをみる。
  拘束条件は図２のようになっている。
  拘束条件によって、変位量は大きく変わる。
  このモデルによる下の結果は楽観的な値と思ったほうがよいが、実際には
  本体デュワーとの間に梁（補強材）を入れ、本体デュワーの板厚や形状は
  もっと頑丈になる予定であることも考慮する。
・ゲートバルブや冷凍機用の開口部には、その開口部の面積に応じて大気圧が集中的に
  かかることを考慮してある。また、開口部は拘束していない。
  （ウィンドウ部で大気圧の約2.0倍、ゲートバルブ部で約2.8倍、検出器の冷凍機部で
    約1.6倍の圧力がかかっている。）
・ボルト締めで固定される部分は連続体であると仮定している。この仮定の詳細に
  ついては、改めてレポートする（予定）。



□ 結果


結果を以下の表に示す（絵はこちら：pdfファイル）。

※１ 最大合成変位量は、XYZ成分の移動量を合成したもの。
     移動の方向は場所に依る。
※２ ここでいう最大応力は、最大ミーゼス応力を指す。
※３ 細かい数値等はこちら。
※４ 応力についての考え方メモ。