平成２８年度 技術士一次試験 機械部門択一(10) 薄肉円筒の強度
平成28年度 技術士一次試験 機械部門択一問題の解答解説です。
技術士一次試験だけでなく、JABEE認定大学の機械工学科の皆さんにも活用できる内容になっていると思います。
お役に立てれば幸いです。
JABEE ｜一般社団法人 日本技術者教育認定機構｜世界で通用する技術者」になるための学びが、ここに。 から引用
技術者を育成する教育プログラムを「技術者に必要な知識と能力」「社会の要求水準」などの観点から審査し、認定する非政府系組織です。“教育プログラム”は認定の対象とする教育の主体のことで、通常、工学・農学・理学系の学科あるいは学科内のコースに対応します。
中略
- 認定プログラムの修了生は、国家資格である技術士の第一次試験が免除されます。
問題10 両端を閉じた薄肉円筒圧力容器(半径r, 肉厚t, r≫t)に内圧pが作用している。両端から十分離れた円筒部分における円周方向応力σθと軸方向応力σzの組合せとして,最も適切なものはどれか。
技術士会問題抜粋
模式図
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技術士会の正答は、③でした。
まずは、σzを求める式です。
中空の円柱を引っ張る際の応力は、
σz＝Fz/At
で求められます。
ここで、Fzは左右にかかる荷重ですね。
Fz＝p×r^2×π
となります。
続いて、薄肉円筒の断面積Atは、
At＝（r＋t）^2×π－r^2×π＝2πrt＋πt^2
ここで、薄肉円筒の条件として、r≫tですので、二項は無視できます。
At＝2πrt＋πt^2≒2πrt
すると、σzは、
σz＝p×r^2×π ÷ 2πrt ＝rp/（2t）
次に、円周方向の応力σθは、
σθ＝dp/（2t）
ですので、解答は③ですね。
一次試験は、とにかく過去問を繰り返し解くことが、合格への近道です。
頑張ってください。
