切欠き溝における応力の大きさに関する問題

質問

ある国家試験の金属材料の分野で、次のような出題がありました。「問題。応力について、次のうち正しいものはどれか。
(１)　切欠き溝の深さがＶ字型の場合、その深さが浅いほど、応力の発生は小さくなる。
(２)　 切欠き溝の底に丸みがある場合、その丸みが小さいほど、応力の発生は小さくなる。
(３) 　切欠き溝の深さがＶ字型の場合、その角度が小さいほど、応力の発生は小さくなる。
(４)　 切欠き溝がない場合でも、断面形状が局部的に急に変化する部分ほど応力の発生は小さくなる。」
材料の応力については、まったくわからず、お手上げでした。この場合、解答は何番になるか、御教授をよろしくお願いいたします。

回答No.2

foomufoomu · ベストアンサー

切り欠きによる応力集中について問う問題と思います。

応力集中は切り欠きが鋭いほど大きく出ます。なので、
（２）丸みが小さいということは、鋭いことになるので、まちがい
（３）角度が小さいほど鋭いので、まちがい
（４）切り欠きに限らず、鋭く形状が変わると応力集中が発生するので、まちがい

（１）が正解です。
理由は、切り欠きがあるということは、切り欠きがない場合に均等に伝わるはずの力が、切り欠き部分では伝わらない(あたりまえ)ので、その分の力が、切り欠きの終わったところに集まると考えられます。切り欠きが小さいと伝わらない力の大きさも小さいので、応力は小さくなります。

お礼

なるほど。切り欠きが小さいと伝わらない力の大きさも小さいので、応力が小さくなる、というのは、確かに理屈から考えれば、そのとおりですね。私も何となく（１）が正解ではないかと思っていたのですが、これで、ほぼ確信できるようになりました。適切なアドバイスをありがとうございました。

回答No.1

oo14

それぞれをシャルピー衝撃試験にかけたらすぐ理解できますが、
割りばしをテーブルの端に水を入れたお鍋かやかんかなにかで固定して
端を空手チョップでたたけばすぐわかります。
何事も体で覚えるのが一番です。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%B7%E3%83%A3%E3%83%AB%E3%83%94%E3%83%BC%E8%A1%9D%E6%92%83%E8%A9%A6%E9%A8%93

お礼

シャルピー衝撃試験……ですか……なんだか、むつかしそうですね……。ありがとうございました。