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【2級土木】鋼材の引張試験「応力-ひずみ曲線図」の問題を攻略!



こんにちは、黒猫です。

昨年(平成29年度)に出題された「応力-ひずみ曲線図」に関する問題。実は5年前、8年前にも似たような問題が出題されていたのです。平成30年度に出題される可能性は低いですが、10年分の過去問を解きましょうと言われるのも納得ですね!

今回は数年後にもしかしたら出題されるかもしれない「応力-ひずみ曲線図」に関する問題を解説させていただきます。

※この問題は選択問題です。

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※参考ページ 「土木施工管理技士の過去問、想定問題サイト 土木施工管理技士に挑戦!」「有限会社 加賀スプリング製作所 応力とひずみについて

《例  題》

平成29年度 2級土木施工管理技術検定試験 学科試験 No.12

下図は一般的な鋼材の応力度とひずみの関係を示したものであるが、次の記述のうち、適当でないものはどれか。

  1. 点Pは、応力度とひずみが比例する最大限度という。
  2. 点Eは、弾性変形をする最大限度という。
  3. 点Bは、最大応力度の点という。
  4. 点Yuは、応力度が増えないのにひずみが急激に増加しはじめる点という。

平成24年度 2級土木施工管理技術検定試験 学科試験 No.12

下図は鋼材の引張試験における応力度とひずみの関係を示したものである。次の記述のうち、適当でないものはどれか。

  1. 点Aは,応力度とひずみが比例する最大限度で比例限度という。
  2. 点Bは,荷重を取り去ればひずみが0に戻る弾性変形の最大限度で弾性限度という。
  3. 点C は,応力度が増えないのにひずみが急激に増加し始める点で上降伏点という。
  4. 点Dは,応力度が最大となる点で破壊強さという。

———解答はページの下の方にあります———

平成29年度、平成24年度のほかに平成21年度にも同様な問題が出題されていました。3問とも、グラフに示されたポイントの名称を知っていれば解ける問題です。言葉のニュアンスからある程度の正解が導けそうな気もしますが・・・正しくはこんな感じになります。

イメージさえ掴めれば、普段のお仕事で鋼材を使用しない方でも解ける問題だと思います。私も詳しく無いのでイメージで理解していますが、「応力-ひずみ曲線図」は、”鋼材が破壊されるまで引っ張る試験”における「荷重」と「伸び」の関係を「応力度」と「ひずみ」の関係で表したものです。

※正しくは参考書で材料力学のページをご参照ください。ここからは邪道なやり方です。笑

上図のP点までは、応力度とひずみは比例の関係にありますので線がまっすぐ右斜めに延びています。E点の弾性限度までは、鋼材に生じたひずみが元に戻りますが、それを超えて降伏点に達するとひずみが急激に増加します。そして、U点の最大応力で鋼材に最も大きい荷重がかかり、B点の破壊応力点における応力で鋼材は破壊されます。

これだけわかった所で実際の現場では役に立たないかもしれませんが、このように選択問題の中にはちょっとイメージして理解しておけば解ける問題もあるので、時間があれば自分が勉強している分野以外の問題にも目を向けたいところですね。

解  答   上から  3 、 4

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