3E機関3 筆記試験問題(4) 〔計算問題〕 材料に掛かる応力 その2

以下は,三級海技士(機関)筆記試験,機関3 計算問題に関する過去問題です。

※ 出題時期は,平成22年7月から平成29年4月定期試験までの問題を調べたものです。

問題

全負荷運転中,1本の連接棒ボルト(クランクピンボルト)に26kN{2600kgf}の引張荷重がかかるディーゼル機関において,引張強さ(極限強さ)500MPa{5000kgf/cm2}の鋼材で,この機関の連接ボルトをつくるとすれば,ボルトの直径(最小径部)をいくらにすればよいか。ただし,安全係数を5とする。
注:計算は,SI(国際単位系)又は重力単位系いずれで行ってもよい。
【出題:25/04】

解説

まず,連接棒ボルト1本の許容応力を求めなければなりません。ここで,前回の問題に無かった単語である「安全係数」という言葉が関係してきます。これは,材料の極限の強さで使用するのではなく,安全のためにその強さの何分の1かで使用しましょうというものです。よって,極限強さを安全係数で割ることにより,使用する限度の応力(ここではボルトの許容応力)を求めることができます。 次に,前回も述べたように,応力は,単位面積当たりにかかる荷重です。今,ボルトの使用限度応力が求められてます(求めてくださいね)ので,ここにかかる引張荷重から,ボルトの断面積を求めることが出来ます。最後に断面積から直径を求めれば,この問題の解答となります。 以上を踏まえて,自分で計算式を作って,解答(式も含む)を考えてください。

答:1.82cm

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