平成２９年度 技術士一次試験 機械部門択一(2)引張応力と伸び量

こんにちは、技術士（機械）の古賀恭一郎です。
 
平成29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2 一辺の長さa =4 [cm] の正方形断面で長さＬ=2 [m]の軟鋼棒の軸方向に引張荷重P=336 [kN] を加えた。このとき, 軟鋼棒に発生する引張応力σと伸び量δの組合せとして,最も適切なものはどれか。なお, 縦弾性係数(ヤング率)をE=210 [GPa] とする。 

 

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技術士会の正答は、④でした。

 

SI単位が苦手です。（＾＾；

　MPa＝N/mm^2ですので、断面積などは、”㎜”単位で計算すると換算が楽ですね。

（その分、計算ミスも減らせます。）

 

引っ張り応力は、荷重÷断面積ですね。

 

　σ＝336kN×1000（kN→N）÷（40㎜×40㎜）＝210 N/mm^2＝210 MPa

　

　δ＝Ｐ×Ｌ÷（Ａ×Ｅ）　ここで、Ａは断面積です。

 

　　＝336kN×1000（kN→N）×2m×1000（m→㎜）÷（40㎜×40㎜×210GPa×1000（GPa→MPa））

　　”1000”が多いので、電卓を使う前に、整理しておきましょう。ミス防止です。

 

　　＝336kN×2m×1000（m→㎜）÷（40㎜×40㎜×210GPa）

　　＝2.0㎜

　

　様々な単位が混じるときや、記憶した公式に自信が無いときは、単位だけを用いて

　次元解析すると、チェックできますね。

　 ＝N×㎜÷（㎜＾2×N/mm^2）

　 ＝N×㎜÷N＝㎜

 

　ですので、必要とした結果（単位）が出てきましたね。

　この検算方法は割といろんな試験で使えるのでおススメです。　　

 

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。