ミーティング資料 2009/Apr/6 (Mon) 森田

径方向分割コアRCS空洞の寸法入り図

産総研（ターボマシングループ）訪問 エポキシは長期使用に向かない。テフロン、セラミック系樹脂が良い。 よどみを減らすために入口と出口を複数にすると良い。 入口にワイヤーを張ると良い。 乱流は可視化実験で確かめられる。 アクリル製流路をもらった。 PIVを使わせてもらえる。

現行RCSコア 現行MRコア 0.8mmカットRCSコア の熱応力計算

RCSコアの計算はショート板側のコア（一番発熱が大きい）に対するものである。

コアの物性値計算 線熱膨張係数 a b h 縦弾性係数（ヤング率） FINEMET エポキシ 線熱膨張係数 縦弾性係数（ヤング率）

物性値 応力計算 熱計算 割線線膨張率[10-6/K] エポキシ層：60 FRP径方向：23 FRPその他方向：7 コア：16 熱伝導率[W/m/K] コア径方向：0.6 コアその他方向：7.1 エポキシ層：0.2 FRP径方向：0.4 FRPその他方向：0.8 エポキシ層の厚みは0.3mm 参照温度（応力ゼロの温度）は30度 エポキシとFRPの物性値は プラスチック基複合材料を知る事典 （アグネ） を参考にした。 ヤング率[MPa] エポキシ層：3.2×103 FRP：7.8×103 コア：28×103 FRPのヤング率は 径方向：7.6×103 その他方向：8.0×103 ほぼ等しいので等方的と 考えて平均の値 7.8×103 を使う。 ポアソン比 エポキシ層：0.34 FRP：0.32 コア：0.32 コアのポアソン比は 他の金属材料と同等と 考えて0.32を使う。 FRPのポアソン比も 径方向：0.319 その他方向：0.313 ほぼ等しいので等方的と 考えて平均の値 0.316=0.32 を使う。

現行RCSコア ショート板側コアの径方向発熱分布 [m] 発熱量 [W/m3] [m] 発熱量 [W/m3] [m] 発熱量 [W/m3] 0.189 0.1935 0.198 0.2025 0.207 0.2115 0.216 0.2205 0.225 0.2295 0.234 0.2385 0.243 0.2475 0.252 発熱量 [W/m3] 1070000 1060000 1050000 1020000 1000000 977000 950000 920000 887000 848000 810000 777000 [m] 0.2565 0.261 0.2655 0.27 0.2745 0.279 0.2835 0.288 0.2925 0.297 0.3015 0.306 0.3105 0.315 0.3195 発熱量 [W/m3] 746000 718000 689000 664000 642000 623000 604000 586000 571000 555000 539000 522000 508000 493000 479000 [m] 0.324 0.3285 0.333 0.3375 0.342 0.3465 0.351 0.3555 0.36 0.3645 0.369 0.3735 0.378 0.3825 0.387 発熱量 [W/m3] 465000 452000 439000 426000 415000 405000 394000 384000 375000 368000 366000 360000 353000 345000 336000 [m] 0.3915 0.396 0.4005 0.405 0.4095 0.414 0.4185 0.423 発熱量 [W/m3] 326000 315000 302000 287000 270000 251000 227000 201000 ショート板側コアの径方向発熱分布

現行RCSコア X-component of stress 温度分布 35.6℃ 115℃ -12.2MPa 18.5MPa Y X この面に熱伝達係数500[W/m2/K], 30℃ 177.5 425 35.6℃ 115℃ -12.2MPa 18.5MPa Y X -12.2MPa 18.5MPa 拡大

現行RCSコア Y-component of stress 温度分布 -8.10MPa 5.89MPa 35.6℃ 115℃ Y X この面に熱伝達係数500[W/m2/K], 30℃ 177.5 425 -8.10MPa 5.89MPa 35.6℃ 115℃ Y X -8.10MPa 5.89MPa 拡大

現行RCSコア Z-component of stress 温度分布 -27.5MPa 8.87MPa 35.6℃ 115℃ Y X この面に熱伝達係数500[W/m2/K], 30℃ 177.5 425 -27.5MPa 8.87MPa 35.6℃ 115℃ Y X -27.5MPa 8.87MPa 拡大

現行RCSコア XY shear stress 温度分布 -1.65MPa 4.41MPa 35.6℃ 115℃ Y X -1.65MPa この面に熱伝達係数500[W/m2/K], 30℃ 177.5 425 -1.65MPa 4.41MPa 35.6℃ 115℃ Y X -1.65MPa 4.41MPa 拡大

現行MRコア カット幅10mmでは磁場分布が一様になるので 発熱も一様（7.5×105 [W/m3]）とした。コア1枚当たり 12kWの発熱として考えている。

現行MRコア X-component of stress 温度分布 34.0℃ 92.1℃ -9.56MPa 13.7MPa この面に熱伝達係数500[W/m2/K], 30℃ 112.5 400 34.0℃ 92.1℃ -9.56MPa 13.7MPa -9.56MPa 拡大 13.7MPa

現行MRコア Y-component of stress 温度分布 34.0℃ 92.1℃ -5.88MPa 4.65MPa この面に熱伝達係数500[W/m2/K], 30℃ 112.5 400 34.0℃ 92.1℃ -5.88MPa 4.65MPa -5.88MPa 拡大 4.65MPa

現行MRコア Z-component of stress 温度分布 34.0℃ 92.1℃ -9.48MPa 15.2MPa この面に熱伝達係数500[W/m2/K], 30℃ 112.5 400 34.0℃ 92.1℃ -9.48MPa 15.2MPa -9.48MPa 15.2MPa 拡大

現行MRコア 温度分布 XY shear stress 34.0℃ 92.1℃ -1.72MPa -1.72MPa 4.06MPa この面に熱伝達係数500[W/m2/K], 30℃ 112.5 400 34.0℃ 92.1℃ -1.72MPa -1.72MPa 4.06MPa 4.06MPa -1.72MPa 4.06MPa 拡大

0.8mmGap RCSコア ショート板側コアの径方向発熱分布 [m] 発熱量 [W/m3] [m] 発熱量 [W/m3] [m] 発熱量 0.189 0.1935 0.198 0.2025 0.207 0.2115 0.216 0.2205 0.225 0.2295 0.234 0.2385 0.243 0.2475 0.252 発熱量 [W/m3] 646000 659000 666000 676000 652000 632000 617000 606000 599000 592000 585000 577000 568000 558000 549000 [m] 0.2565 0.261 0.2655 0.27 0.2745 0.279 0.2835 0.288 0.2925 0.297 0.3015 0.306 0.3105 0.315 0.3195 発熱量 [W/m3] 540000 532000 525000 517000 510000 503000 496000 488000 481000 474000 467000 461000 455000 450000 445000 [m] 0.324 0.3285 0.333 0.3375 0.342 0.3465 0.351 0.3555 0.36 0.3645 0.369 0.3735 0.378 0.3825 0.387 発熱量 [W/m3] 441000 437000 434000 430000 427000 423000 418000 414000 409000 404000 400000 395000 391000 386000 381000 [m] 0.3915 0.396 0.4005 0.405 0.4095 0.414 0.4185 0.423 発熱量 [W/m3] 378000 376000 379000 387000 403000 373000 324000 264000 ショート板側コアの径方向発熱分布

0.8mmGap RCSコア 温度分布 X-component of stress 33.5℃ 82.7℃ -7.45MPa 11.6MPa この面に熱伝達係数500[W/m2/K], 30℃ 177.5 425 33.5℃ 82.7℃ -7.45MPa 11.6MPa -7.45MPa 11.6MPa 拡大

0.8mmGap RCSコア 温度分布 Y-component of stress 33.5℃ 82.7℃ -5.04MPa 3.66MPa この面に熱伝達係数500[W/m2/K], 30℃ 177.5 425 33.5℃ 82.7℃ -5.04MPa 3.66MPa -5.04MPa 拡大 3.66MPa

0.8mmGap RCSコア 温度分布 Z-component of stress 33.5℃ 82.7℃ -12.9MPa 6.47MPa この面に熱伝達係数500[W/m2/K], 30℃ 177.5 425 33.5℃ 82.7℃ -12.9MPa 6.47MPa -12.9MPa 拡大 6.47MPa

0.8mmGap RCSコア 温度分布 XY shear stress 33.5℃ 82.7℃ -1.03MPa 2.74MPa この面に熱伝達係数500[W/m2/K], 30℃ 177.5 425 33.5℃ 82.7℃ -1.03MPa 2.74MPa -1.03MPa 拡大 2.74MPa