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技術士の過去問 平成29年度(2017年) 基礎科目「設計・計画に関するもの」 問4

問題

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材料の機械的特性に関する次の記述の、[   ]に入る語句の組合せとして、最も適切なものはどれか。

材料の機械的特性を調べるために引張試験を行う。特性を荷重と[ ア ]の線図で示す。材料に加える荷重を増加させると[ ア ]は一般的に増加する。荷重を取り除いたとき、完全に復元する性質を[ イ ]といい、き裂を生じたり分離はしないが、復元しない性質を[ ウ ]という。さらに荷重を増加させると、荷重は最大値をとり、材料はやがて破断する。この荷重の最大値は材料の強さを表す重要な値である。これを応力で示し[ エ ]と呼ぶ。
   1 .
[ ア ]ひずみ  [ イ ]弾性  [ ウ ]延性  [ エ ]疲労限
   2 .
[ ア ]伸び   [ イ ]塑性  [ ウ ]弾性  [ エ ]引張強さ
   3 .
[ ア ]伸び   [ イ ]弾性  [ ウ ]延性  [ エ ]疲労限
   4 .
[ ア ]ひずみ  [ イ ]延性  [ ウ ]塑性  [ エ ]破断強さ
   5 .
[ ア ]伸び   [ イ ]弾性  [ ウ ]塑性  [ エ ]引張強さ
( 技術士 第一次試験 平成29年度(2017年) 基礎科目「設計・計画に関するもの」 問4 )
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この過去問の解説 (3件)

19
正解は5です。
材料特性についての穴埋め問題です。

アは引張試験にて得られるデータと考えるのが妥当なので、伸びです。
ひずみは、材料の伸びを材料の元の長さで割って計算するので、不適当です。

イは復元する性質、ウは復元しない性質を指すので、
イには弾性、ウには塑性が入ります。
延性は、針金のように伸ばせる性質を表すので、不適当です。

エは破断前の荷重が最大値となるときの値を指すので、引張強さです。
破断強さは破断が起こったときの値であり、
疲労限は材料に繰り返し応力を加えても破断が起きないと見なされる応力値なので、
共に不適当です。

したがって、 [ア ]伸び、[ イ ]弾性、[ ウ ]塑性、[ エ ]引張強さ
となるので、5が正解です。

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5
材料の機械的特性に関する穴埋め問題です。
各解答は以下の通りです。

ア:伸び
引張試験の結果は、荷重と伸びの関係で表されます。

イ:弾性、ウ:塑性
荷重を取り除いたとき、完全に復元する性質を弾性といいます。また、復元しない性質は塑性と呼ばれます。

エ:引張強さ
試験中に荷重が最大となるときの応力を、引張強さと呼びます。

よって、ア:伸び、イ:弾性、ウ:塑性、エ:引張強さ
となることから、5が正解です。

3

正解は5です。

荷重(力)を加えると基本的に物質は変形します。今回は引張試験なので棒状の物質を左右からひっぱった場合物質を考えると、これは伸びます。

元の長さをℓとした場合、伸びた後の長さはℓ+Δℓです。ひずみの定義は

ε=Δℓ/ℓ

要するに変形の尺度になります。

引張試験の結果は、荷重と伸びを線図で示します。

それほど荷重が強くない場合、荷重を加えることをやめると元の形に戻ろうとします。これが弾性です。ところが、荷重を加え過ぎると元に戻ろうとはする者ものの完全には戻れません、これが塑性です。さらに荷重を加えると材料は破断しますが、この時の荷重が最大となる応力は引張強さと呼びます。応力とひずみの関係はフックの法則になります。

以上からア:伸び、イ:弾性、ウ:塑性、エ:引張強さなので正解は5です。

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