光学ベンチの冷却について ※ まだ書いてる途中 ※ 2001.9.29 tokoku 今日現在の、光学ベンチ周りの絵。 吊り下げる支柱を8本→12本に変更してみた(上に4本追加)。 なぜかというと、上の支柱はZ方向に吊りさげる構造だけだと足りなくて、 装置を傾けたときにXY方向にも支える構造が必要なことがわかったから。 [常温での考え方] □ 常温で装置を振ったときに生じる「たわみ」のチェック。 ・光路に対する本来の光学ベンチの位置から、どれだけたわむかがわかるので、 それが「ずれ」と「傾き」の公差に対してどのくらいの大きさかチェックする。 こういうふうに↓たわむ。 各たわみ量の大きさの数値は、こっち。 [冷却したときの考え方] □ 冷却したときのベンチの「ずれ」について。 ベンチのXYZ方向の各成分の移動量は、手計算とFEM計算の結果がよく合った。 (手計算は、単純に熱膨張係数と温度差ともとの長さから求めた。) 実際には、各成分の合成ベクトル方向に移動するので、ベクトルの方向をFEMから 知って、あとは手計算とFEM計算から合成移動量の大きさを求めて、整合性を チェックする。そうすれば、各部の移動量は比較的よく予測できる(気がする)。 ・ただし、移動の中心となる場所を正確に求める必要がある。 ・計算に使う熱膨張係数のデータを増やし、何通りかで計算して、いくつかのデータ から得られる移動量の差が公差範囲内であることをチェックする。 ・温度が一様でないまま平衡になるときの想定はどうするか。 公差から逆算して、許容できる温度差を求めておく。 熱流入や輻射も考慮した計算をして(あまり精密にはできないけど)、 極端な温度差ができないかどうか、くらいはチェックする。 □ 冷却したときに、ベンチに生じる熱応力をどれくらいまで許すか。 ・今の解析だと、熱応力がかなり大きい。吊り手の位置や数も改良を試みる。 ・ベンチの材料の熱処理にも依るが、解析ではわからないようなゆがみ方 をすることもあるかもしれない。 ・軽量化のために、ベンチに穴をあけるときも、注意する。 マウント用の穴の効果も問題になるだろうか? ・解析では、重力による移動と熱応力による移動を同時に考えていない ので、そういう解析ができるかどうか模索中。 ただし、冷却による移動量のほうが1-2桁大きくなる様子。 このへんは慎重にチェック。 およその傾向はこうなる↓。 ただし、↑移動量はおおげさに書いてあって、しかも二つの移動量 のスケールは合っていない。最大移動量は、右のほうが1-2桁大きい。 数値データ