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二層構造の円筒の最終寸法を推定する方法
2023/10/14 03:33
- 二層構造の円筒の最終寸法を推定する方法についてアドバイスをお願いします。
- 内外層の厚みによって変わる円筒製品の最終内径寸法を推定する必要があります。
- 数多くのサンプルを作成することが困難な場合でも、推定に使用できる式や参考になる情報があれば教えてください。
二層構造の円筒の最終寸法を推定したい
2005/12/09 14:33
二層構造（外層がPE,内層が金属）で，円筒状の製品を設計しています。
製品の機能が，内外層の厚みによって変わってくるのですが，その最終内径寸法を推定する必要があります。
推定方法についてアドバイス頂ければ幸いです。
金属の内層が厚ければ，外層の影響をほとんど受けないかと思うのですが，外層（10～20mm)に対して内層（0.2～1.0mm)が薄く，収縮率の大きい外層（PE)の影響を受けるようです。
製品は射出成型で製作します。
数多くサンプルを作成し，寸法を確認して推定する方法もあるかと思いますが，射出成形で製作している関係上，多くのサンプルを作ることが困難です。
推定に使用できる式や，参考になるサイト，書籍等，何かアドバイスがあればお願いします。
※単純化のため，製品は完全な円筒とお考え下さい。
回答 （1件中 1～1件目)
プラスチックには良くも悪くも応力緩和があるので、なかなか計算どうりにはいきませんし、確定的な設計計算式もみあたりません。
とりあえず、
(1) PEと金具の熱膨張の差によって発生する応力σは、
σ=α(ΔT)E(kexp2 + 1)/(1.4kexp2 + 0.6)
α : PEの線膨張率 ΔT : PEの流動停止温度ー室温、=100 ℃とでも
E : PEの弾性率 kexp2 : kの二乗の苦心の表示
k : 外径/内径
(2) 金具が外応力σを受けたときの内半径変位量δは、
δ=2σ・roexp2・ri/Em・(ro + ri)(ro - ri)
roexp2 : ro の二乗のこと、 ro : 金属の外半径
ri : 金属の内半径 Em : 金属の弾性率
これらの式の妥当性、正当性についての、責任はよう持ちません。
ざっと計算してみられたらいかがでしょうか? あくまでも自己責任ということでお願いします。
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