エンジニアのための技術講座

プラ金型講座

掲載日:2010年12月10日

カテゴリ : 技術計算

第486回 ホットランナー・マニホールドの受ける熱応力(計算練習)

問題

 以下の設例におけるマニホールドに作用する熱応力σを求めよ。
ただし、以下の前提条件に基づくものとする。

マニホールドの全長 L = 150mm
12月の日本の成形工場の室温 = 18℃
使用樹脂 = ABS樹脂
マニホールド鋼材 = S55C

解答例

 まず、温度上昇による寸法変化量⊿lを以下の計算で求めます。

⊿l = α・⊿t ・L

α(アルファ):マニホールド鋼材の線膨張係数(mm/℃)
S55C場合、α = 12×10-6 (mm/℃)と仮定します。
⊿t : 室温からマニホールド設定温度までの温度変化(℃)

∴⊿l=α・⊿t ・L
= 12×10-6×(230-18)×150
= 0.3816(mm)

したがって、熱応力σは、

σ = ε・ E
= ⊿l ・ E / L

ε(イプシロン):ひずみ(%)
E : マニホールド鋼材の縦弾性係数(ヤング率)(MPa,またはkgf/mm2
S55Cの場合、E = 21,000(kgf/mm2 )
⊿l(デルタ) : 熱膨張長さ(mm)
L : マニホールド全長(mm)

∴σ = ε・E
= ⊿l・E/L
= 0.3816×21,000/150
= 53.424(kgf/mm2 )
= 5342.4(kgf/cm2 )

となります。



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