ミーティング資料 2009/Apr/13 (Mon) 森田

ＲＣＳ空洞タンクの図面 （コア幅80mm） シャントインピーダンスを 増やすためにコア幅を65mm から80mmに増やした。

現行RCSコアの熱応力計算 （横弾性係数を考慮） 3

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） 4

コアの横弾性係数 FINEMETの横弾性係数 ヤング率 ポアソン比 エポキシの横弾性係数 層に平行な方向のずれには柔らかなエポキシが主な役割を果たすので、 層に平行な面の横弾性係数は1.2×109[Pa] その他の方向のずれはFINEMETが主になるので その他の面の横弾性係数は10.6×109[Pa]とする。 5

物性値 応力計算 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 熱計算 コア径方向：16 コアその他方向：10.6 熱計算 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 ヤング率[MPa] エポキシ層：3.2×103 FRP：7.8×103 コア：28×103 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。 FINEMETの線熱膨張係数、ヤング率、 ポアソン比には日立金属株式会社の 測定値を用いた。 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。 横弾性係数[MPa] コア径方向垂直面： 1.2×103 コアその他の面： 10.6×103 6

現行RCSコアの発熱分布 ショート板側コアの径方向発熱分布 発熱量が1/r2に依存すると仮定して算出。 7

コア一枚当たり5kWの発熱の場合 8

現行RCSコア（コア一枚当たり5kWの発熱） X-component of stress 温度分布 この面に熱伝達係数500[W/m2/K], 30℃ 177.5 425 34.0℃ 85.7℃ -11.5MPa 8.77MPa Y X 9 -11.5MPa 8.77MPa 拡大

現行RCSコア（コア一枚当たり5kWの発熱） Y-component of stress 温度分布 この面に熱伝達係数500[W/m2/K], 30℃ 177.5 425 -8.79MPa 4.96MPa 34.0℃ 85.7℃ Y X -8.79MPa 4.96MPa 拡大 10

現行RCSコア（コア一枚当たり5kWの発熱） Z-component of stress 温度分布 この面に熱伝達係数500[W/m2/K], 30℃ 177.5 425 -70.1MPa 17.5MPa 34.0℃ 85.7℃ Y X -70.1MPa 17.5MPa 拡大 11

現行RCSコア（コア一枚当たり5kWの発熱） XY shear stress 温度分布 この面に熱伝達係数500[W/m2/K], 30℃ 177.5 425 -0.919MPa 2.11MPa 34.0℃ 85.7℃ Y X -0.919MPa 2.11MPa 拡大 12

コア一枚当たり6kWの発熱の場合 13

現行RCSコア（コア一枚当たり6kWの発熱） X-component of stress 温度分布 この面に熱伝達係数500[W/m2/K], 30℃ 177.5 425 34.7℃ 95.7℃ -13.6MPa 10.3MPa -13.6MPa 拡大 10.3MPa 14

現行RCSコア（コア一枚当たり6kWの発熱） Y-component of stress 温度分布 この面に熱伝達係数500[W/m2/K], 30℃ 177.5 425 34.7℃ 95.7℃ -10.4MPa 5.85MPa -10.4MPa 拡大 5.85MPa 15

現行RCSコア（コア一枚当たり6kWの発熱） Z-component of stress 温度分布 この面に熱伝達係数500[W/m2/K], 30℃ 177.5 425 34.7℃ 95.7℃ -82.6MPa 20.6MPa -82.6MPa 20.6MPa 拡大 16

現行RCSコア（コア一枚当たり6kWの発熱） 温度分布 XY shear stress この面に熱伝達係数500[W/m2/K], 30℃ 177.5 425 34.7℃ 95.7℃ -1.08MPa 2.48MPa -1.08MPa 2.48MPa 拡大 17

コア一枚当たり7kWの発熱の場合 18

現行RCSコア（コア一枚当たり7kWの発熱） X-component of stress 温度分布 この面に熱伝達係数500[W/m2/K], 30℃ 177.5 425 35.6℃ 108℃ -16.1MPa 12.2MPa -16.1MPa 12.2MPa 拡大 19

現行RCSコア（コア一枚当たり7kWの発熱） 温度分布 Y-component of stress この面に熱伝達係数500[W/m2/K], 30℃ 177.5 425 35.6℃ 108℃ -12.2MPa 6.91MPa 20 -12.2MPa 拡大 6.91MPa

現行RCSコア（コア一枚当たり7kWの発熱） 温度分布 Z-component of stress この面に熱伝達係数500[W/m2/K], 30℃ 177.5 425 35.6℃ 108℃ -97.6MPa 24.4MPa -97.6MPa 拡大 24.4MPa 21

現行RCSコア（コア一枚当たり7kWの発熱） 温度分布 XY shear stress この面に熱伝達係数500[W/m2/K], 30℃ 177.5 425 35.6℃ 108℃ -1.28MPa 2.93MPa -1.28MPa 拡大 2.93MPa 22