薄肉円筒殻の内・外圧実験装置

日本大学生産工学部  邉 吾一 教授考案

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航空機およびロケットの胴体構造は、軽量性を追及するため、円筒殻半径の大きさに比べて厚さが1/100
以下の薄肉構造となっています。
本機は、以下の実験が可能で、薄肉円筒殻の理論を学ぶことができます。

  1. 薄肉円筒殻に内圧が作用した場合の、圧力と軸および周方向の平面応力成分の関係を明らかにします。

  2. 薄肉円筒殻が破壊するまで内圧を負荷することで、その時の応力と薄肉円筒殻に用いられている材料
    強度の関係を考察します。

  3. 薄肉円筒殻に外圧を負荷した場合、構造不安定現象の座屈破壊が生じることを確認し、内圧と外圧負
    荷の違いを実験的に明らかにします。

  4. 2次元フックの法則を用いて、円筒殻の半径および周方向の応力成分からひずみ成分を求め、理論およ
    び解析結果の比較検討を行います。


【 実験例 】


  1. 薄肉円筒殻(缶ビールなどの空き缶)が破壊するまで内圧を負荷し、その時の応力を内圧値から求める。

  2. 薄肉円筒殻の軸と周方向のひずみを測定する。

  3. 薄肉円筒殻の内圧による破壊圧力から円筒殻の引張強度を求め、用いられている材料の強さと比較検
    討する。

  4. 薄肉円筒殻に外圧を負荷した場合、構造不安定現象の座屈破壊が生じることを確認し、内圧と外圧負
    荷の違いによる円筒殻の強さを実験的に明らかにする。

  5. 薄肉円筒殻のヤング率とポアソン比および2次元フックの法則から求めた計算値と比較検討を行う。


薄肉円筒殻の内・外圧実験装置の仕様

内圧 : アルミ(スチール)缶 350 cc 
1本掛け : 水圧ポンプ(電動)~5 MPa レギュレータ、圧力計付き
外圧 : アルミ缶 350 cc
1本掛け : 真空ポンプ(電動)レギュレータ、圧力計付き


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