令和元年度 技術士一次試験 機械部門択一(8)座屈における端末条件係数

令和元年度 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8 下図に示すように,曲げ剛性 EI, 長さ L の長柱に荷重 P を加える場合について,端部の固定条件を変えて座屈荷重を求めた。図(a)の場合,座屈荷重は Pa = 10kNであった。図(b)の場合の座屈荷重 Pb と図(c) の場合の座屈荷重 Pcの組合せとして,最も適切なものはどれか。

① Pb = 160kN, Pc = 640kN 

② Pb = 20kN, Pc = 40kN

③ Pb = 40kN, Pc - 20kN 

④ Pb = 80kN, Pc = 320kN

⑤ Pb = 40kN, Pc = 160kN

技術士会問題抜粋

～～～～～～～～～～

技術士会の正答は、⑤でした。

 

座屈荷重Pを求める式は、

　P=L・π^2EI／l^2

です。ここで、Lは柱の端の状態によって決まる端末条件係数で、Eはヤング率、Iは断面二次モーメント、lは柱の長さです。

このとき、一端固定・他端自由である図(a)は、L=1/4、両端指示である図(b)であれば、L=1、両端固定である図(c)であれば、L＝4

となりますので、

  Pb=Pa×4

  Pc＝Pb×4＝Pa×4×4＝Pa×16

となります。

それぞれPaを代入すると、

 Pb＝40

 Pc＝160

と解答⑤に一致しましたね。

 

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。