3E 機関3 筆記試験〔計算問題No.15〕圧力容器に掛かる応力

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

内圧3.4 MPa｛34kgf/cm²｝の円筒形圧力容器のふたを12本のボルトで締め付けるとき，1本のボルトの直径（最小径部）は，いくらにすればよいか。ただし，ふたの内径を23㎝，ボルト材の許容引張応力を60 MPa｛600kgf/cm²｝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：24/04】

解説

この問題は，ふたの受ける力と，その力をボルト12本で支えるという単純な問題です。
つまり，
ふたの受ける力＝（ボルト1本が受けることのできる力）×12本
です。
ふたの受ける力は，内径から受圧面積を求め，内圧を掛ければ求められます。
ボルト1本が受けることのできる力は，ボルトの直径が大きくなるほど大きくなりますね。
ボルト材の許容引張応力の単位を良く観察して，答えを導いて下さい。