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外力が生じる。
- (2)繰返し荷重が作用するとき、比較的小さな荷重であっても材料が破壊することがあるが、このような現象を材料の疲れによる破壊(疲労破壊)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「荷重-伸び線図」(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)材料に荷重が作用し変形するとき、荷重が作用する前(原形)の量に対する変形量の割合をひずみという。
- (5)引張応力は、材料に作用する引張荷重を材料の断面積で割って求める。
正答 (1)
正答は (1)。これが適切でありません。
材料に荷重をかけると、材料の内部に生じるのは内力です。外力ではありません。
外から加えるのが外力(荷重)、それに抵抗して内部に生まれるのが内力です。この内力を、断面積で割ったものが応力になります。
【ほかの選択肢】
(2) 繰返し荷重では、比較的小さな荷重でも材料が破壊することが
あり、これを疲労破壊という 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
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(4) 原形の量に対する変形量の割合をひずみという 適切
(5) 引張応力は、引張荷重を材料の断面積で割って求める 適切
【外力と内力】
外力 外から加わる力(荷重)
内力 それに抵抗して、材料の内部に生じる力
つり合っているとき、内力は外力と同じ大きさで向きが反対です。内部に生じるのだから「内」力、と字のとおりに覚えます。
【応力】
応力 = 内力 ÷ 断面積
同じ力でも、断面が細ければ応力は大きくなります。だから細いところから切れるのです。
【ひずみ】
ひずみ = 変形量 ÷ もとの寸法
割る相手はもとの寸法です。変形後の寸法ではありません。
【荷重−伸び線図の順】
比例限度 → 弾性限度 → 降伏点 → 引張強さ → 破断
比例限度 荷重と伸びが比例する限界
弾性限度 力を除けば元の形に戻る限界
比例限度以内なら、当然、弾性限度の内側なので元に戻ります。
【疲労破壊】
小さな荷重でも、繰り返せば壊れる
一度なら平気な力でも、何万回と繰り返すうちに、小さなきずから割れが育ちます。ロープやピンの点検が大切なのは、このためです。
出典:揚貨装置運転士 2025年下半期実施分(2026年4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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