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技術士第一次試験(機械部門)【専門_平成28年度_問題15】

こんにちは。

機械系エンジニアのメカエン@技術士(機械部門)です。

今回のテーマはこちらです。

技術士第一次試験(機械部門)
【専門_平成28年度_問題15】

なお問題の難易度については次のように考えています。とても個人的な意見ですので、あくまでご参考ということでご容赦願います^^

★☆☆☆☆ 【易】  5分以内で確実に正解したい!
★★☆☆☆ 【やや易】5分を超えるかも知れないが確実に正解したい!
★★★☆☆ 【標準】 50%以上の正答率にはなんとか正解したい!
★★★★☆ 【やや難】少し応用的な知識が必要!難しい!
★★★★★ 【難】  できなくてもしょうがない!とっても難しい!

平成28年度_問題15

下図のクランクースライダ機構OABのスライダBに水平外カFが作用しつつ,クランクOAが等速回転している。ただし,スライダBx軸に平行に運動し,クランク長がR,コンロッド長がL,スライダのオフセット距離がHであり,さらに,機構のすべてのリンクの質量及びすべての摩擦は無視できるものとする。このときクランクの駆動トルクτがゼロとなる原動節回転角θとして,最も適切なものはどれか。

ただし,L-R>Hとする。

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① θ=0,\pi

② θ=\frac{\pi}{2},\frac{3\pi}{2}

③ θ=±tan^{-1}\frac{L}{R}

④ θ=tan^{-1}\frac{H}{\sqrt{L^2+R^2}}±tan^{-1}\frac{L}{R}

 θ=sin^{-1}\frac{H}{L+R},\pi±sin^{-1}\frac{H}{L-R}

◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆

正答は⑤でした。

それでは解説です。

 駆動トルクτがゼロとなるのは、点B、A、Oが一直線上に並ぶときです。

1)点B、A、Oの順番で一直線上に並ぶとき、

sinθ=\frac{H}{L+R} より、

θ=sin^{-1}\frac{H}{L+R}

)点B、O、Aの順番で一直線上に並ぶとき、

sin(θ-\pi)=\frac{H}{L-R} より、

θ=\pi±sin^{-1}\frac{H}{L-R}

 

《難易度》★★☆☆☆

《感想》トルクがゼロになる場合を考えれば、計算自体はややこしくない問題でした。★2つです。

 

それでは今回も最後までありがとうございました^^

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