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技術士一次試験 専門科目 機械部門 R4 Ⅲ-10

解説:H.sin氏(機械部門)

令和4年

Ⅲ-10

5MPaの内圧を受ける直径2mの薄肉球殻について考える。材料の降伏応力を400MPa,安全率を3とすると,必要な最小の肉厚の値として,最も近い値はどれか。

①14mm ②18mm ③19mm ④38mm ⑤75mm

 

解説

[解くために必要な知識]

下図に示すように,長さlの柱が3本ある。それぞれ,(a)一端固定・他端自由,(b)両端回転自由,(c)両端固定の柱である。これらの座屈荷重の組合せとして,適切なものはどれか。ただし,柱の曲げ剛性をEIとする。

内圧Pが作用する肉厚t,内径dの球殻形状に発生する応力は

σ=Pd/4t

 

では問題を解いてみましょう。

 

今回は、肉厚tを求める問題となりますので

t=Pd/4σ 安全率μをかけるとt=Pd/4σ ×3

=5×2000/(4×400) ×3 (※単位をMPaとmmに統一)

=18.75mm

 

よって、回答は③となる。