C02  材料の負荷変形 たわみと固有振動数



努力目標

  理解する




技術士試験の問題からは必要最小限の引用にとどめる。(問題)が記されている部分はその引用である。

問題および解答は日本技術士会のホームページより必要に応じて入手してください。

  技術士第一次試験の問題       技術士第一次試験の正答(答え)  



問題番号が赤字のものは、ボーナス問題

H28年 Ⅰ-3-5   H27年 Ⅰ-3-6   H25年 Ⅰ-3-2

H23年 Ⅰ-3-4   H21年 Ⅰ-3-2

同じ問題

H28年 Ⅰ-3-5 と H23年 Ⅰ-3-4




H28年 Ⅰ-3-5

H28年度問題 

正答: ①

(解答)

ピーンと張られたはり(c)は固有振動数が大きく、逆に片方が固定されていないはり(b)は固有振動数が小さい。



H27年 Ⅰ-3-6

H27年度問題 

正答: ④

これは難しい問題である。公式を知っていないと解けないか。自信がなければパスする。

(解答)

下に示した解説中の公式より、たわみδ=WL/(3EI)=4WL/(Ebh

今の問題に この公式を適用する。はり1、はり2ともにW(この問題ではP)とEが等しいから、α=4W/Eと置いて、

    はり1   δ=L/((L/4)(L/4)
    はり2   δ=a/((L/32)d

今、δ=δ であるから、a/d=2.0 となる。



H25年 Ⅰ-3-2

H25年度問題 

正答: ③

(解答)

固いと速く揺れ、柔らかいとゆっくり揺れる。これは日常よく経験することである。固いということは同じ力で押してもたわみが小さいということであるし、柔らかいということは反対にたわみが大きいということである。たわみが大きい(c)の固有振動数が最も小さい。



H21年 Ⅰ-3-2

H21年度問題 

正答: ① 

問題文が短いし、答えは直感的にわかるし、こういう問題はまさにボーナス問題ですね。

(解答)

直感的にδ<δ<δ

下の(参考)より、たわみ量はbhに反比例する。
従って、

    δ:δ:δ=1/(1×4):1/(2×2):1/(4×1)=1:4:16



(参考)

「はり」のたわみ量計算(機械設計エンジニアの基礎知識)より抜粋





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