軟鋼の材料の強さ、応力などに関する記述として、適切でないものは次のうちどれか。…
揚貨装置の運転のために必要な力学に関する知識 第39問
軟鋼の材料の強さ、応力などに関する記述として、適切でないものは次のうちどれか。
- (1)材料に荷重が作用し変形するとき、荷重が作用する前の元の量(原形)に対する変形量の割合をひずみという。
- (2)材料がせん断荷重を受けたときに生じる応力をせん断応力という。
- (3)引張試験において、材料の試験片を材料試験機に取り付けて静かに引張荷重をかけると、加えられた荷重に応じて試験片に変形が生じるが、荷重の大きさが「応力-ひずみ線図」における比例限度以内であれば、荷重を取り除くと、試験片は荷重が作用する前の形状に戻る。
- (4)材料に荷重をかけると、材料の内部にはその荷重に抵抗し、つり合いを保とうとする内力が生じる。
- (5)圧縮応力は、材料に作用する圧縮荷重を材料の長さで割って求める。
正答 (5)
正答は (5)。これが適切でありません。
圧縮応力は、圧縮荷重を断面積で割って求めます。「材料の長さで割る」のではありません。
応力 = 荷重 ÷ 断面積
応力は断面のどこにも同じだけ分かれてかかる力なので、分母は面積です。長さは関係ありません。
【ほかの選択肢】
(1) 原形に対する変形量の割合をひずみという 適切
(2) せん断荷重を受けたときに生じる応力をせん断応力という 適切
(3) 比例限度以内であれば、荷重を取り除くと元の形状に戻る 適切
(4) 荷重をかけると、材料の内部に抵抗する内力が生じる 適切
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【応力とひずみ】
応力 荷重 ÷ 断面積 (単位はN毎平方ミリメートル)
ひずみ 変形量 ÷ 元の長さ (割合なので単位はない)
応力は面積で割り、ひずみは長さで割ります。この設問はその二つを入れ替えてあります。
【応力の三つ】
引張応力 = 引張荷重 ÷ 断面積
圧縮応力 = 圧縮荷重 ÷ 断面積
せん断応力 = せん断荷重 ÷ せん断される面の断面積
いずれも分母は断面積です。
【比例限度と弾性限度】
比例限度 応力とひずみが比例する限界
弾性限度 荷重を除けば元に戻る限界
降伏点 荷重が増えないのにひずみが急に増える点
引張強さ 試験片が耐えた最大の応力
軟鋼の「応力-ひずみ線図」では、この順に現れます。弾性限度を越えると、荷重を除いても変形が残ります。
【内力】
外から加えた荷重に抵抗して、材料の内部に生じる力
これを断面積で割ったものが応力です。つり合っているので、内力の大きさは外からの荷重と同じになります。
【太いほど丈夫なわけ】
同じ荷重でも、断面積が大きければ応力は小さい
ロープや部材を太くするのは、応力を下げるためです。
出典:揚貨装置運転士 2024年上半期実施分(2024年10月掲載/公益財団法人 安全衛生技術試験協会 公表試験問題)出典元ページ
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最終更新日
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