3E機関3 筆記試験問題(15) 〔計算問題〕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。