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技術士一次試験 専門科目 機械部門 R4 Ⅲ-7

解説:H.sin氏(機械部門)

令和4年

Ⅲ-7

下図に示すように,同一材質の丸棒A(直径d,長さl)と丸棒B(直径3d,長さ3l)の一端が剛体壁に固定され,他端にねじりモーメントTAとTBがそれぞれ作用しているとき,丸棒Aと丸棒Bの両端間のねじれ角が等しくなった。このとき,ねじりモーメントの比TA/TBとして,適切なものがどれか。

①27 ②3 ③1 ④1/3 ⑤1/27

 

解説

[解くために必要な知識]

 ねじれ角θ=lΔθ=Tl/GIp

 丸棒のIp=πd4/64

 

では、問題を解いていきます。

丸棒Aのねじれ角

θA=TAl/(G・πd4/64)

丸棒Bのねじれ角

θB=TB(3l)/{(G・π(3d)4/64}

θAとθBが同じなので

TAl/(G・πd4/64)=TB(3l)/{(G・π(3d)4/64}

左右の項で同じものを消していくと

TAl/d4=TB3l/(3d)4

さらに式を変形し求めるべきTA/TBの形をつくる。

TA/TB=3/34= 1/27

 

よって回答は⑤となる。