平成28年度 I-1-3

解説

この問題で問われていること

プラスチックの定規に引張力と圧縮力を加えたときの挙動(座屈)と、設計に用いる許容応力度の決め方に関する空欄補充問題。

解き方

① 細長い部材は引張には強いが、圧縮すると横にたわんで急に抵抗を失う=座屈。許容応力度=設計基準強度÷安全率
② ウ=座屈で④⑤。エ=安全率で④
③ ④

正解が正しい理由

プラスチックの定規は、手で引張力(ア)を与えて破壊することは難しいが、圧縮力(イ)を加えると、細長い部材が容易に横方向にたわんで変形し、抵抗をなくしてしまう。これが座屈(ウ)現象である。設計に使用される許容応力度は、材料強度の特性値である設計基準強度を、安全率(エ)で除して決められている。したがってア=引張力、イ=圧縮力、ウ=座屈、エ=安全率の④が正しい。

各選択肢について

• ① ウが「剥離」となっている点、イが「圧縮力」となっているが、ウの剥離は表面がはがれる現象で、細長い部材の圧縮による変形現象ではない。
• ② アが「圧縮力」、イが「引張力」、ウが「剥離」となっている点が誤り。手で引っ張ると壊れにくいが、圧縮すると変形するのが定規の性質である。
• ③ アとイが逆で、ウが剥離、エが弾性率となっている点が誤り。許容応力度は設計基準強度を安全率で除して決める。
• ④ ア=引張力、イ=圧縮力、ウ=座屈、エ=安全率が、材料の強度に関する記述と一致しており、これが正答。
• ⑤ アとイが逆で、エが弾性率となっている点が誤り。

覚えるべきポイント

細長い部材に圧縮力を加えると、材料の強度に達する前に横にたわんで急に変形する現象を座屈という。許容応力度=設計基準強度÷安全率であり、圧縮部材の設計では座屈の検討が重要となる。