技術士第一次試験 平成11年度過去問題 

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第一次試験(機械部門)平成11年度過去問題です。

択一式

記述式

 


 

択一式  次の10問題を解答せよ。

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(1)図のように,軽いばね(ばね定数k)で吊られた質量mの物体が上下にのみ動きうるように拘束されている。この1自由度の自由振動に関して,次の記述のうち,誤っているものを選べ。ただしP=√(k/m),C:減衰係数とする。

 

@ニュートンの運動の法則から,釣り合いの方程式は,
  d2x/dt2+P2x=0となる。

A自由振動の周期Tは,初期条件には無関係で,T=2π/Pにより求められる。

B自由振動の振幅は,与えられた初期条件からその大きさが決まる。

C自由振動数fは,初期条件には無関係で,f=P/(2π)により求められる。

D減衰のある場合の釣り合いの方程式は, d2x/dt2+c(dx/dt)+P2x=0 となる。


(2)図のジョイントに荷重P=100KNが作用し,この軸の許容引張応力をσ=80MPa,ピンの許容せん断応力τ=σ×0.7とするとき,それぞれの直径D,dは次のうちどれか。

@

D=80mm

d=34mm

A

D=80mm

d=48mm

B

D=40mm

d=34mm

C

D=40mm

d=48mm

D

D=20mm

d=17mm


(3)鋼の熱処理について次の記述のうち,間違っているものを選べ。

@焼き入れ:
 鋼をオーステナイト温度から水中,油中あるいは放冷してマルテンサイト変態を起こさせることにより硬化を得る方法である。オーステナイト化させる温度を焼き入れ温度という。

A焼き戻し:
 焼き入れ鋼を再加熱し,必要な粘りを取り戻す操作をいう。200℃程度の低温では強じん性を要求される構造鋼に,600℃付近の高温では高強度を要求される工具鋼に適用される。

B焼きなまし:
 金属材料を常温以上の温度に加熱し,その温度に保持した後に徐冷する操作である。組織が均質化し,内部応力が減少して軟化する。被削性,冷間加工性の改善等を目的とする。

C焼きならし:
 常温加工,火造りあるいは急冷により鋼に生じた変形や,組織の粗大を除き,正常な状態に戻すため一定温度に加熱して,オーステナイト状態から静かな大気中で冷却する操作をいう。

Dマルクエンチ:
 特殊な焼き入れの1つ。マルテンサイトの開始より少し高い温度に保持した熱浴中で焼き入れした後,この温度範囲を空冷によって通過させ,マルテンサイトを生じさせる操作をいう。


 

(4)軸受に関する次の記述のうち,間違っているものを選べ。

@すべり軸受は,負荷能力が大きい,高速性能が悪い,良好な潤滑状態が得られれば半永久的な寿命を持つ,吸振性・耐衝撃性が大きい等の特性を有する。

Aころがり軸受は,潤滑,保守,互換性等の面での使いやすさの点で有利である。

Bジャーナル軸受は,ラジアル荷重を支える軸受である。

Cすべり軸受は,荷重を支えるメカニズムから,動圧軸受,静圧軸受,磁気軸受等に分けられる。

D静圧軸受は,外部から加圧流体を圧送することによって負荷容量を得る形式の軸受である。

 


(5)CAD/CAMについて,次の記述のうち,誤りのあるのはどれか。

@CADとは,製品の形状と属性データからなるモデルを,コンピュータ支援によりその内部に作成し処理して進める設計の形式である。

ACAMとは,コンピュータ内部に表現されたモデルに基づいて,生産に必要な情報を生成し,それに基づいて進める生産の形式である。

BCAEとは,CADの過程でコンピュータ内部に作成されたモデルを利用して,シミュレーションや技術解析など工学的に検討を行うことである。

CCAPPとは,コンピュータ支援により作業設計を自動化するシステムである。

DCAMについては,従来はCADデータからNC工作機械用データを出力するもので,作業設計の自動化が主体であった。



(6)図に示すような断面積Aなる水槽内の水を底部に設けてある面積Bなるオリフィスより放水する場合,水槽内の水位がH1よりH2に降下する時間Tを求めたい。次の式のうち,誤りはどれか。
 ただし,オリフィスの流量係数をc,任意の水位hなる場合のオリフィスにおける噴水の流速をνとしたとき,dhだけ水位が降下する時間をdt,その間の流量をdqとする。

@dq=-Adh

Aν=√(2gh)

Bdq=cBνdt

C-Adh=cB√(2gh)・dt

DT=(A(√H1-√H2)/(cB√(2g))


 

(7)火花点火機関,圧縮点火機関の排出ガス対策について次の記述めうち,間違っているものを選べ。

@火花点火機関における排出ガス生成抑制策の1つに,排出ガスの一部を吸気系に再循環させて,不活性な排出ガスの熱容量を利用して燃焼温度を下げることによって,NOxの生成を抑制する方法がある。

A火花点火機関においては,排出ガスのCOとHCは十分な酸素と適度な温度を与えれば排気系で再燃焼させることができることから,排気系へ不足な酸素を供給する二次空気供給装置が用いられる。

B火花点火機関では排出ガスを浄化するのに触媒装置が用いられているが、これにはCOとHCの酸化反応を促進させる酸化触媒装置や,NOxを含めた3成分を同時に処理する三元触媒装置等がある。

C圧縮点火機関では排気中のCOは比較的少ないが,NOxの排出量が多くなるので,排出ガス低減対策はNOxの対策が主体となる。

D圧縮点火機関の排気温度は火花点火機関に比べて高く,かつ排出ガス中に粒子状物質を含むので,触媒装置を使用することが困難で,対策は燃焼の改善が主体である。


(8)特殊加工について,次の記述のうち正しいものはどれか。

@連続放電を利用した放電加工法は,硬い材料などの穴あけに適した加工法で,各種の金型製作等に広く実用されている。

A超音波加工は,超音波の振動による衝撃的な力によって加工するもので,周波数として100キロヘルツ前後が使用されている。

B電子ビーム加工は,高圧の雰囲気の中でタングステンを陰極に加工物を陽極として数万ボルトの高圧で加工するものである。

Cプラズマ加工は,アーク放電とガス(アルゴン,ヘリウム等)によって発生した高熱で硬さに無関係な加工ができる。

Dレーザビーム加工は,多位相の光を集光して直径0.1mm程度のスポットまで絞り,これによる局部的高熱で加工する。


(9)センサーにおける「・・・効果」の例を示している次の組合わせのうち,誤っているものを選べ。

@

ドップラー効果・△E効果

A

半導体

トンネル効果・ジョセフソン効果

B

ペルチエ効果・ピン止め効果

C

磁場

ホール効果・磁気抵抗効果

D

ブリリアン効果・ドッブラー効果



(10)信頼性に関する次の記述のうち,誤っているものを選べ。

@実測データをワイブル確率紙にプロットすることにより,初期故障型か摩耗故障型か偶発故障型かを推定でき,寿命を求めることができる。

A故障は,製品の強度以上にストレスが加わったときに起る。したがって,強度の分布とストレスの分布の重なりから,故障率を推定することができる。

Bある測定データが正規分布の形をしている場合,平均値μの両側±3σ(σ:標準偏差)の間に入る割合は,97%である。

C一般的に機械系製品の故障率は,バスタブ(BathTub)曲線の形を示す。

D安全係数Sf=強度/ストレスとすると,Sf>1であれば安全である。一般に,ストレスや強度の情報が不確かなほどSfは大きくとる必要がある。

 

 

 

記述式  次の10問題のうち3問題を選んで簡明に解答せよ。

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1.幾何公差とは何かを述べ,次の図示例について説明せよ。

2.FRP,FRTPについて述べ,その特性を説明せよ。


3.ボルト・ナット自体が戻り回転することなしにゆるむ理由を挙げよ。また,ボルト締付け線図を使用して,ボルトのゆるみについて説明せよ。


4.レイノルズ数について説明し,その数式の意味について具体的な現象を事例として説明せよ。


5.ヒートパイプについて,構造、作動原理,特長及び応用について述べよ。


6.近年の電気鉄道,電気自動車をはじめとして広い範囲で用いられている電力回生ブレーキの原理と適用例について述べよ。


7.アクティブに制御して消音する技術について,その原理と適用例について述べよ。


8.熱応力について,その発生メカニズムとそれが問題となる事例を述べよ。


9.コンカレントエンジニアリングに関して説明し,その背景と効果について述べよ。


10.IS014000シリーズについて説明し,その背景と現状について述べよ。

 

 

 

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