機械専門問題

Ⅰ類Ａ
機械
機械専門問題
平成28年 5 月施行職員採用試験
指示があるまで開いてはいけません。
注意
1 . 問題と解答用紙は別になっています。必ず解答用紙に解答してください。
2 . 問題は、【機Ⅰ】、【機Ⅱ】の 2 題あります。そのうち 1 題を選択して解答してく
ださい。
3 . 解答時間は 2 時間30分です。
4 . 解答に当たっては、解答用紙の表紙に記載された注意をよく読んでください。
5 . この冊子は持ち帰ることができますが、解答用紙は絶対に持ち帰らないで
ください。
【機Ⅰ】
次の〔機Ⅰ− 1 〕
、〔機Ⅰ− 2 〕、〔機Ⅰ− 3 〕の全てに答えよ。
〔機Ⅰ− 1 〕
次の問い
（1）、
（2）に答えよ。
（1）
下図のように両端が軸受で支えられている直径 d =30mm 、
長さℓ= 1 m
の丸軸の中央に重さ W =500N のフライホイールが取り付けられている
とき、次の問い
∼
に答えよ。ただし、軸受は剛性を有する単純支持
であり、丸軸の自重は無視でき、丸軸のヤング率は E=2 . 1×105MPa 、重
2
力加速度は g = 9 . 8m/s とし、計算の過程も示すこと。
静止時の丸軸の中央のたわみを求めよ。
丸軸のばね定数及び固有振動数を求めよ。
危険速度について説明した上で、丸軸の危険速度を求めよ。
W
d
ℓ
2
A
B
ℓ
（2）次の問い
、
に答えよ。
スリップリングの使用目的及び構造について、それぞれ説明せよ。
ひずみゲージの使用例及び原理について、それぞれ説明せよ。
注：〔機Ⅰ− 1 〕は〔機Ⅱ− 1 〕と同一の問題である
【機Ⅰ】−1／2
【機Ⅰ】
〔機Ⅰ− 2 〕
次の問い
（1）、
（2）に答えよ。
（1）
ブレイトンサイクルに関する次の問い
、
に答えよ。
特徴について、 T S 線図及び P V 線図をそれぞれ描いた上で説明
せよ。
熱効率を求める式を示した上で、熱効率を向上させる方法について
述べよ。
（2）次の問い
、
に答えよ。
残留オーステナイト及びサブゼロ処理について、それぞれ述べよ。
切削加工における構成刃先について説明せよ。
〔機Ⅰ− 3 〕
技術者の知見の不足やモラルの低下に起因する事故や事件として、ボ
ルトの遅れ破壊による低レベル放射性廃棄物の輸送容器の破損や自動車の排気ガ
ス規制に係る不正などがあります。このような事例により技術者に対する信頼が
低下していることが懸念される状況を踏まえ、次の問い（1）、
（2）に答えなさい。
（1）
遅れ破壊について述べた上で、ボルトの設計における留意点を説明し
なさい。
（2）
都の機械技術者に期待される役割を述べた上で、期待に応えるための
対応について、あなたの考えを具体的に論じなさい。
（（1）、（2）合わせて1 , 000字以上1 , 500字程度）
注：
〔機Ⅰ− 3 〕は〔機Ⅱ− 3 〕と同一の問題である
【機Ⅰ】−2／2
【機Ⅱ】
次の〔機Ⅱ− 1 〕
、〔機Ⅱ− 2 〕、〔機Ⅱ− 3 〕の全てに答えよ。
〔機Ⅱ− 1 〕
次の問い
（1）、
（2）に答えよ。
（1）
下図のように両端が軸受で支えられている直径 d =30mm 、
長さℓ= 1 m
の丸軸の中央に重さ W=500N のフライホイールが取り付けられている
とき、次の問い
∼
に答えよ。ただし、軸受は剛性を有する単純支持
であり、丸軸の自重は無視でき、丸軸のヤング率は E=2 . 1×10 5MPa 、重
2
力加速度は g = 9 . 8m/s とし、計算の過程も示すこと。
静止時の丸軸の中央のたわみを求めよ。
丸軸のばね定数及び固有振動数を求めよ。
危険速度について説明した上で、丸軸の危険速度を求めよ。
W
d
ℓ
2
A
B
ℓ
（2）次の問い
、
に答えよ。
スリップリングの使用目的及び構造について、それぞれ説明せよ。
ひずみゲージの使用例及び原理について、それぞれ説明せよ。
注：〔機Ⅱ− 1 〕は〔機Ⅰ− 1 〕と同一の問題である
【機Ⅱ】−1／2
【機Ⅱ】
〔機Ⅱ− 2 〕
次の問い
（1）、
（2）に答えよ。
（1）
次の問い
∼
に答えよ。
カルマン渦列について説明した上で、カルマン渦列に関係の深い
無次元数を 2 つ挙げよ。
カルマン渦列を応用した工業製品を挙げ、特徴について説明せよ。
渦の発生が事故の原因とされる事例について述べよ。
（2）
次の問い
、
に答えよ。
右図のブロック線図を基に、入力信号
入力
ク線図を描いた上で、伝達関数を求めよ。
出力
G（s）
が X（s）
−H（s）
Y（s）となるようにブロッ
X（s）
Y（s）
ただし、計算の過程も示すこと。
で描いたブロック線図について、制御系の名称を示した上で、
特徴及び具体的な使用例について説明せよ。
〔機Ⅱ− 3 〕
技術者の知見の不足やモラルの低下に起因する事故や事件として、ボ
ルトの遅れ破壊による低レベル放射性廃棄物の輸送容器の破損や自動車の排気ガ
ス規制に係る不正などがあります。このような事例により技術者に対する信頼が
低下していることが懸念される状況を踏まえ、次の問い（1）、（2）に答えなさい。
（1）
遅れ破壊について述べた上で、ボルトの設計における留意点を説明し
なさい。
（2）都の機械技術者に期待される役割を述べた上で、期待に応えるための
対応について、あなたの考えを具体的に論じなさい。
（（1）、（2）合わせて1 , 000字以上1 , 500字程度）
注：〔機Ⅱ− 3 〕は〔機Ⅰ− 3 〕と同一の問題である
【機Ⅱ】−2／2

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