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技術士一次試験 専門科目 機械部門 R4 Ⅲ-9

解説:H.sin氏(機械部門)

令和4年

Ⅲ-9

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。

①(a) π2EI/4l2  (b) π2EI/l2  (c)4π2EI/l2

②(a) π2EI/4l2  (b) π2EI/2l2  (c)π2EI/l2

③(a) π2EI/l2   (b) 4π2EI/l2  (c)16π2EI/l2

④(a) π2EI/l2   (b) 2π2EI/l2  (c)4π2EI/l2

⑤(a) π2EI/4l2  (b) π2EI/2l2  (c)π2EI/l2

 

 

解説

[解くために必要な知識]

 オイラ―の座屈荷重はP=n(π2EI)/l2

で表すことができる。

E:縦弾性係数

l:断面二次モーメント

l:長さ

n:両端の固定方法で決まる定数

 定数は下のような定数で決まる

 

 

(a) 一端固定のためn=1/4

(b) 両端回転自由のため n=1

(c) 両端固定のため n=4

 

では、問題を解いていきます。

P=n(π2EI)/l2

nにそれぞれ代入すると 回答①となる。