技術士第一次試験 平成13年度 専門科目 

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第一次試験(機械部門)平成13年度専門科目です。

択一式

記述式

 


 

択一式  次の10問題を解答せよ。

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1.容器中に重量Agの水を入れこの中に容積10cm3,重量Bgの錘を水の中に沈め容器の底につかないように入れる。容器の重量をVgとすれぱ,はかりの目盛りは次のうちのどれを示すか正しいものを選べ。

@(V+A+B)g

A(V+A+B-10)g

B(V+B+10)g

C(V+A+10)g

D(V+A)g

 

2.複数の材料で構成された部材に発生する熱応力について,次の記述のうちで誤っているものを選べ。

@熱膨張は必ずしも熱応力の発生原因とはならない。

A熱応力の大きさは,部材の降伏応力の大小とは無関係である。

B剛性を低下させることで,熱応力を緩和させることができる。

C弾性率を調整することで,熱応力を低減させることができる。

D温度変動は,疲労破壊の原因となることがある。

 


3.次の部品の加工時にほどこされる熱処理法のなかで誤っているものはどれか。

@回転軸:焼き入れ,焼き戻し

Aプレス再絞り品:焼き戻し

B鋳造品:焼きならし

C鍛造品:焼きなまし

D切削工具:焼き入れ,焼き戻し

 


4.ねじに関する次の記述のうち,正しいものはどれか。

@ねじの締め付けトルクTと締め付け軸力Fの間には,次の関係がある。

T=k×d×F      ただし,k:トルク係数,d:呼び径

トルク係数kは,ねじ部の摩擦係数,座面の摩擦係数により変化するが、標準的には1を用いることが多い。

A締め付けトルクが一定であっても,摩擦係数が異なると,締め付け軸力はばらつく。摩擦係数が大きいほど,軸力は大きくなる。

Bねじ部と座面の摩擦係数を比較すると,一般的には座面の摩擦係数の方が小さい。

C潤滑油を塗付するとトルク係数は小さくなり,バラツキは低下する。この潤滑油は,その成分や性状が変わっても潤滑効果は同じで,トルク係数の値とバラツキは変わらない。

D外力が作用した場合,ねじ(ボルト)と被締め付け体の荷重分担率やヘタリは、ゆるみに大きく関係する。概して,ねじ(ボルト)のコンプライアンス(ばね定数の逆数)が大きい方がゆるみに有利な場合が多く,ゆるみが問題になった事例の調査結果でも,締め付け長さの長いねじ締結体がゆるみにくいという結果がでている。

 

5.図に示すようにW=294N(30kgf)の荷物をひもで吊ったとき,ひもにかかる張力丁は,いくらになるか。ただし,θ=7.5°とする。

 

@1126N

A588N

B563N

C294N

D147N



6.流体機械に関し,次のうち誤っているのはどれか。

@翼の揚抗比(揚力/抗力)は迎角が小さい場合,迎角とともに増加するが、ある角度より大きくなると,流線が壁面から離れる剥離現象が起こり,揚抗比は急激に減少する。

A軸流圧縮機の流量を絞り,圧カ−流量特性が右上がりの低流量域で運転すると,サージングと呼ばれる自励振動を起こし,圧縮機が振動する。

Bポンプを高速で運転すると,圧力が局所的に高くなり,その領域で気泡が発生し,キャビテーションと呼ばれる現象が起こる。

Cディフューザは流れの運動エネルギをエンタルピに変換する機器であり・亜音速流れでは,断面積の流れ方向の増加率が大きくなり過ぎると,流線が壁面から離れる剥離現象が起こる。

D管路の弁を急に閉鎖すると,運動エネルギが圧力に変換され,急激な圧力上昇を起こし,水撃作用(ウォーターハンマ)と呼ばれる現象が発生し,管路系が振動する。

 


7.熱機関の理論サイクルにおいて,高熱源で熱を加える過程において,次のうち誤っている組合せはどれか。

@オットーサイクル;一定容積変化

Aディーゼルサイクル;一定圧力変化

Bブレイトンサイクル;一定圧力変化

Cカルノーサイクル;等温膨張変化

Dランキンサイクル;一定容積変化

 

8.レーザー加工機に関して,次のうち誤っているのはどれか。

@部材の加工部分は真空状態を必要とするので,装置が複雑になる。

Aレンズ等によりレーザー光を微小スポットに集束できるので,エネルギ密度が高い。

B非接触加工なので,加工反力は生じない。

C自由曲面加工が可能であり,コンピュータ制御が容易である。

D加工ひずみや熱変形の少ない加工ができる。

 

9.質量(M),長さ(L),時間(T),温度(θ)を基本単位としたとき,例えば,加速度の次元は[LT-2]と表される。次の物理量で,次元が正しく与えられていないものは次のうちどれか。

@応力[ML-2T -2]

A仕事[ML2T -2]

B粘性係数[ML-1T -1]

C比熱[L2T -2θ-1]

Dエントロピ[ML2T -2θ-1


10.防振対策についての次の記述のうち,誤っているものはどれか。

@制御力を付加して,アクティブに振動を制御する。

A非線形特性を与えて,非定常共振系とし,エネルギを分散させる。

B危険速度を通過する際に,できる限りゆっくり回転数を上昇させる。

C自由度を増加させ,エネルギ吸収機構を設ける。

D質量を増加させ,重厚な構造にする。

 

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.鋼の疲労破壊について述べ,部材の疲労強度を改善させるための方法について具体例を挙げて説明せよ。

2.チタンの性質について述べ,それぞれの特性を活かした用途を挙げよ。


3.機械部品において生じる摩耗の形態について述べ,それを防止する潤滑のメカニズムについて説明せよ。


4.一般家庭用エアコンについて冷却の原理を説明し,冷媒に求められる特性を2つ挙げ,それらについて述べよ。


5.NC工作機械について説明し,最近の動向について述べよ。


6.電気エネルギを用いた加熱方式を3つ挙げ,その2つについてその原理と応用例を説明せよ。


7.労働安全管理に関して,災害の程度を表す指標を3つ挙げ,その2つについてその意味を説明せよ。


8.自動車の燃料消費率の改善が求められている背景について説明し,その改善手段について述べよ。


9.循環型社会が求められている背景について述べ,その形成のための基本的考え方を3つ挙げて説明せよ。


10.地球温暖化のメカニズムについて述べ,その原因となる物質を2つ挙げ,発生プロセスを説明せよ。

 

 

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