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
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問題
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 （訂正依頼・報告はこちら）
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。
- 2.0MPaの引張応力
- 4.0MPaの引張応力
- 4.0MPaの圧縮応力
- 8.0MPaの引張応力
- 8.0MPaの圧縮応力
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この過去問の解説 （2件）
01
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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02
応力ひずみ関係です。
10℃から30℃は、20℃上昇したので
ひずみε＝1.0×10-4(K-1)×20(K)=2.0×10-3
応力ひずみ関係より
σ=Eε＝2.0×10-3(MPa)×2.0×103=4.0[MPa]
膨張しているので、圧縮応力がはたらきます。
応力ひずみ関係をおさえます。
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