高圧ガス製造保安責任者 乙種機械 学識 練習問題 第32問: 材料の応力集中とクリープについて、正しいものはどれか。

「高温で一定の荷重を受け続けると…現象をクリープという」が正しい記述です。クリープは、高温で一定の荷重 (応力) を受け続けた材料が、時間とともにゆっくり変形し続ける現象です。

「平均の応力を…局部の最大の応力で割った値」は誤りで、分子と分母が逆です。応力集中係数 (局部の最大の応力が平均の応力の何倍かを表す数) は、局部の最大の応力を断面の平均の応力で割った値で、1 より大きくなります。

たとえば平均の応力が 100 MPa で係数が 3 なら、局部の最大の応力は 3 × 100 = 300 MPa です (数値は説明のための仮の値)。「穴から離れた板の両側の縁で応力が最も大きくなる」は誤りで、引張の応力がいちばん大きくなるのは穴の縁です。

「弾性ひずみなので…もとの寸法に戻る」は誤りで、クリープのひずみは荷重を取り除いても残る永久ひずみ (もとに戻らない変形) です。「表面の小さな傷や工具の跡は源にならない」は誤りで、穴や段のような設計の形だけでなく、表面の小さな傷や工具の跡のような欠陥も応力集中の源になります。

応力集中係数は「局部の最大の応力 ÷ 平均の応力」で表し、クリープは高温・一定の荷重のもとで時間とともに増える永久ひずみです。