Расчёт расширения металла под воздействием температуры

[AndrewStubborn 1]

Доброго дня уважаемым гуру.

 

Вопрос назрел такой - есть объектив с линзой внутри. То есть тонкостенная цилиндрическая оболочка, внутри которой, в своем корпусе закреплена линза.

При температуре -196 С металл корпуса линзы и внешней оболочки будет сужаться, при чём металл корпуса один, а внешний другой.

Вопрос - можно ли с помощью стандартного набора Солид рассчитать, насколько сузится внешний корпус и внутренний, не сломает ли линзу, подобрать два металла. Чтоб всё работало при такой температуре. И в каком из приложений Солида это сделать проще?

 

С уважением.

 

З.Ы. Не ругайте сильно, с Солидом пока на "вы"...))

[DrWatson 128]

Это случаем не объектив космического назначения? Материал оболочки изотропный материал, КЛТР один во всех направлениях?

[AndrewStubborn 1]

@DrWatson скорее в криогенной камере. Материал Алюминий или что-то подобное.

[Michael_Mira 135]

35 минут назад, AndrewStubborn сказал:

можно ли с помощью стандартного набора Солид рассчитать

Там одна простая формула, солид обязательно?

Я считал вручную, и уже по расчету задавал зазоры.

[AndrewStubborn 1]

@Michael_Mira можно и формулу!) Думал, в солиде удобнее, но если знаете вручную, подскажите?

[Michael_Mira 135]

6 минут назад, AndrewStubborn сказал:

но если знаете вручную, подскажите

ΔL=Lα(T-T₀)

L - найбольшее расстояние (в вашем случае диаметр, как я понял)

а - ТКЛР, зависит от материала, величина табличная

Т-Т0 - градиент температур

 

ТКЛР - тут

48 минут назад, AndrewStubborn сказал:

не сломает ли линзу, подобрать два металла

Вчитавшись в поставленную задачу понял, что вам нужно с таблицы взять ТКЛР линзы (стекло) и найти такое же значение ТКЛР для материала, из которого и сделаете корпус.

С практики знаю, что углепластик (карбон) имеет отрицательный ТКЛР и только клеем можно достичь ТКЛР около 0.

Изменено 14 февраля 2018 пользователем Michael_Mira

[piden 2 874]

8 minutes ago, Michael_Mira said:

L - найбольшее расстояние

Вообще-то любой размер)

 

Про подбор верно сказано - выбирайте как можно более близкие. Либо в самой конструкции компенсаторы продумывать.

[DrWatson 128]

14 часа назад, Michael_Mira сказал:

С практики знаю, что углепластик (карбон) имеет отрицательный ТКЛР и только клеем можно достичь ТКЛР около 0.

Поэтому при температурном расчете пакета углепластиковых монослоев как раз остро всплывает проблема ортотропности :-) 

В направлении волокон монослоя действительно отрицательный, в других положительный, хоть и небольшой. 

 

Подобрать схему армирования углепластика для обеспечения требуемых характеристик оптического блока при большом разбросе температур (точностные характеристики), иногда непростой вызов для инженера :-) 

[AndrewStubborn 1]

@Michael_Mira огромное спасибо! Буду подбирать!)

 

З.Ы. Коль обсуждаем в теме Солида, всё-таки в программе это можно было сделать?

[ILL 241]

5 минут назад, AndrewStubborn сказал:

З.Ы. Коль обсуждаем в теме Солида,

Вот не хотел писать, а то некоторые товарищи уже реагируют на мои слова как на красную тряпку.. Но раз уж речь зашла про раздел, то по Simulation свой раздел.. А если окажется, что не в Солиде это надо делать, то и спрашивать в соответствующем месте..

[piden 2 874]

31 minutes ago, AndrewStubborn said:

З.Ы. Коль обсуждаем в теме Солида, всё-таки в программе это можно было сделать?

Можно.

Можно в св симулейшн. Но подробнее не могу рассказать, всплывут вопросы первостепенной важности про перенос темы.

 

Можно в солиде без приблуд: находим фичу Масштаб и по всем осям вписываем выражение 1+alpha*(T-T0), нажимаем ОК. Правда, для каждой детали придется проделать с соответствующим alpha.

 

[AndrewStubborn 1]

Понял, огромное спасибо вам!

Про симулейшен пойду спрошу "там" )).

[soklakov 1 475]

14 минуты назад, piden сказал:

Можно в солиде без приблуд

 

17 часов назад, AndrewStubborn сказал:

не сломает ли линзу

без приблуд не сломается.

а вообще, она скорее всего не сломается, но может так погнуться, что изображение исказится. говорят, zemax нужен.

[vik_q 138]

On 15.02.2018 at 10:31 AM, soklakov said:

 

без приблуд не сломается.

а вообще, она скорее всего не сломается, но может так погнуться, что изображение исказится. говорят, zemax нужен.

ну, оценить напряжения в линзе можно при контакте. Так что предварительные выводы о деформациях и разрушении сделать можно.

 

я бы линзу с зазором вставлял. Чтобы после заморозки зазор выбирался, и деформаций линзы не возникало.

Изменено 16 февраля 2018 пользователем vik_q

[soklakov 1 475]

В 15.02.2018 в 10:14, piden сказал:

Можно в солиде без приблуд: находим фичу Масштаб и по всем осям вписываем выражение 1+alpha*(T-T0), нажимаем ОК.

В 15.02.2018 в 10:31, soklakov сказал:

без приблуд не сломается.

3 часа назад, vik_q сказал:

ну, оценить напряжения в линзе можно при контакте.

@vik_q , точно? Описанный вариант не предполагает нахождение напряжений. Или я что-то путаю?

[vik_q 138]

7 hours ago, soklakov said:

@vik_q , точно? Описанный вариант не предполагает нахождение напряжений. Или я что-то путаю?

Не, не :) конечно не геометрическое увеличение модели. Я про симулейшн с учетом контакта. Просто не сразу понял про какие приблуды речь.