技術士の過去問
令和4年度(2022年)
基礎科目「設計・計画に関するもの」 問1

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問題

技術士 第一次試験 令和4年度(2022年) 基礎科目「設計・計画に関するもの」 問1 (訂正依頼・報告はこちら)

金属材料の一般的性質に関する次の(A)〜(D)の記述の、(   )に入る語句の組合せとして、適切なものはどれか。

(A)疲労限度線図では、規則的な繰り返し応力における平均応力を( ア )方向に変更すれば、少ない繰り返し回数で疲労破壊する傾向が示されている。
(B)材料に長時間一定荷重を加えるとひずみが時間とともに増加する。これをクリープという。( イ )ではこのクリープが顕著になる傾向がある。
(C)弾性変形下では、縦弾性係数の値が( ウ )と少しの荷重でも変形しやすい。
(D)部材の形状が急に変化する部分では、局所的にvon Mises相当応力(相当応力)が( エ )なる。
  • ア:引張  イ:材料の温度が高い状態  ウ:小さい  エ:大きく
  • ア:引張  イ:材料の温度が高い状態  ウ:大きい  エ:小さく
  • ア:圧縮  イ:材料の温度が高い状態  ウ:小さい  エ:大きく
  • ア:圧縮  イ:引張強さが大きい材料  ウ:小さい  エ:大きい
  • ア:引張  イ:引張強さが大きい材料  ウ:小さく  エ:大きく

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この過去問の解説 (2件)

01

金属材料の性質に関する問題です。

選択肢1. ア:引張  イ:材料の温度が高い状態  ウ:小さい  エ:大きく

(A)疲労限度線図では、規則的な繰り返し応力における平均応力を( 引っ張り )方向に変更すれば、少ない繰り返し回数で疲労破壊する傾向が示されている。 コンクリートでもそうですが、一般的に圧縮力の方が強いので、引っ張り力が加わると疲労破壊が起きやすいです。
 

 

(B)材料に長時間一定荷重を加えるとひずみが時間とともに増加する。これをクリープという。( 温度が高い )では、特に起きやすいです。
(C)弾性変形下では、縦弾性係数の値が( 小さい )と、σ/E=εなので、少しの荷重でも変形しやすいです。
(D)部材の形状が急に変化する部分では、相当応力が局所的に( 大きく )なります。

まとめ

応力ひずみ関係、特にフックの法則は、頻出です。

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02

疲労や弾性変形などは、金属材料のみならず、最近よく導入されている樹脂素材などの評価でも重要な実験方法となります。

選択肢1. ア:引張  イ:材料の温度が高い状態  ウ:小さい  エ:大きく

疲労破壊を少ない回数で実施するためには、引張方向での評価が大切です。また材料の温度が高い状態では、クリープが顕著になります。縦弾性係数の値が小さいと変形しやすくなります。さらに形状変化部分では、相当応力が大きくなります。従って、この選択肢が正解です。

選択肢2. ア:引張  イ:材料の温度が高い状態  ウ:大きい  エ:小さく

縦弾性係数の値が大きいと変形しにくくなります。

選択肢3. ア:圧縮  イ:材料の温度が高い状態  ウ:小さい  エ:大きく

疲労破壊を少ない回数で実施するためには、圧縮方向ではなく、引張方向での評価が大切です。

選択肢4. ア:圧縮  イ:引張強さが大きい材料  ウ:小さい  エ:大きい

圧縮および、引張強さが大きい材料の回答が間違いです。

選択肢5. ア:引張  イ:引張強さが大きい材料  ウ:小さく  エ:大きく

引張強さが大きい材料の回答が間違いです。

まとめ

弾性変形試験などに関する問題は、これからも金属材料以外の分野で出題される可能性があります。

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