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技術士の過去問 令和3年度（2021年） 基礎科目「解析に関するもの」 問16

問題

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下図に示すように断面積0.1m2、長さ2.0mの線形弾性体の棒の両端が固定壁に固定されている。この線形弾性体の縦弾性係数を2.0×103MPa、線膨張率を1.0×10-4K-1とする。最初に棒の温度は一様に10°Cで棒の応力はゼロであった。その後、棒の温度が一様に30°Cとなったときに棒に生じる応力として、最も適切なものはどれか。
問題文の画像
   1 .
2.0MPaの引張応力
   2 .
4.0MPaの引張応力
   3 .
4.0MPaの圧縮応力
   4 .
8.0MPaの引張応力
   5 .
8.0MPaの圧縮応力
（ 技術士 第一次試験　令和3年度（2021年） 基礎科目「解析に関するもの」　問16 ）
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この過去問の解説 （1件）

7

正解は３です。

まず熱膨張率（＝ひずみ）を求めます。

20℃上昇したので

ε＝1.0×10-4×20=2.0×10-3

応力σとひずみεの関係はフックの法則より

σ=Eε＝2.0×10-3×2.0×103=4.0[MPa]

温度を上げた場合圧縮応力となり、下げた場合は引張応力となります。

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