【設計・計画 1/5】〜製造物責任法、材料の強度、材料力学〜

技術士一次試験

実際に私が勉強に使用したオリジナルまとめノートを公開しています。

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令和4年度試験対応:平成25年度試験~令和3年度試験の内容まで反映しております。

赤文字は重要ポイントです。

【製造物責任法】

〇製造物責任法は、製造物の欠陥により人の生命、身体又は財産に係る被害が生じた場合における製造業者等の損害賠償の責任について定めることにより、被害者の保護を図り、もって国民生活の安定向上と国民経済の健全な発展に寄与することを目的とする。

〇製造物責任法において製造物とは、製造又は加工された動産をいう。また、欠陥とは、当該製造物の特性、その通常予見される使用形態、その製造業者等が当該製造物を引き渡した時期その他の当該製造物に係る事情を考慮して、当該製造物が通常有すべき安全性を欠いていることをいう。

【材料の強度】

〇プラスチックの定規に手で引張力を与えて破壊することは難しいが、圧縮力を加えると容易に変形して抵抗をなくしてしまう。これを座屈現象という。設計に使用される許容応力度は、材料強度の特性値である設計基準強度を安全率で除して決められている。

〇真っ直ぐな細い針金を水平面に垂直に固定し、上端に圧縮荷重が加えられた場合を考える。荷重がきわめて、小さければ針金は真直ぐな形のまま純圧縮を受けるが、荷重がある限界値を越すと真直ぐな変形様式は不安定となり、曲げ形式の変形を生じ、横にたわみはじめる。この種の現象は、座屈と呼ばれる。

【材料力学】

〇材料を選択し極限強さを決定する場合、許容応力は極限強さ÷安全率で求めることができる。安全率は荷重の種類や性質、材料の性質や信頼度を考慮し、通常2以上の値が用いられる。棒の断面は発生する応力が許容応力以下になるように決定する。設計した棒の変形量を計算するためには、材料に発生する応力とひずみの関係を示すフックの法則を用いる。このとき、棒の変形量は荷重に比例する。

〇材料の機械的特性を調べるために引張試験を行うとき、特性は荷重と伸びの線図で示す。材料に加える荷重を増加させると伸びは一般的に増加する。荷重を取り除いたとき、完全に復元する性質を弾性といい、き裂を生じたり分離はしないが、復元しない性質を塑性という。さらに荷重を増加させると、荷重は最大値をとり、材料はやがて破断する。この荷重の最大値は材料の強さを表す重要な値である。これを応力で示し引張強さと呼ぶ。

〇太く短い棒の両端を押すと、破断強度までじわじわ縮んで、最後は圧壊する。

〇建物に加わる力を荷重、また荷重を支える要素を部材あるいは構造部材と呼ぶ。

〇非常に大きな力で棒を引っ張ると、最後は引きちぎれてしまう。これを破断と呼ぶ。

固有振動数は、破断と直接的な関係はない。

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