目 次





はじめに



第1章 材料力学



1．荷重と応力

（1）引張りと圧縮 （2）せん断 （3）傾斜断面の応力

2．応力とひずみ

（1）応力とひずみの定義 （2）応力─ひずみ線図 （3）応力とひずみの関係

（4）熱応力 （5）応力集中 （6）応力測定法

3．材料の強さと許容応力

（1）材料の破壊 （2）疲労強度 （3）クリープ強さ （4）許容応力と安全率

4．はりの曲げ

（1）はりの種類と荷重 （2）せん断力と曲げモーメント

（3）せん断力図と曲げモーメント図 （4）はりの曲げ応力 （5）はりのたわみ

5．軸のねじり

（1）軸のねじりの定義 （2）中実丸軸 （3）中空丸軸 （4）軸の伝達動力

6．柱の座屈

（1）柱の座屈現象 （2）長柱の座屈 （3）オイラーの公式

7．組合せ応力

（1）3次元の応力成分 （2）主応力と主せん断応力 （3）モールの応力円

（4）降伏条件

8．弾性エネルギー

（1）ひずみエネルギー （2）ばねに蓄えられるエネルギー

（3）垂直応力によるひずみエネルギー （4）せん断応力によるひずみエネルギー

（5）はりの曲げ応力によるひずみエネルギー （6）カスチリアーノの定理

9．その他

（1）骨組構造 （2）薄肉円筒胴の応力



第2章 機械力学・制御



1．静力学

（1）力の釣合い （2）力の釣合いと運動 （3）力のモーメント

2．質点系の力学

（1）質点の力学 （2）質点系の運動 （3）運動量と角運動量

（4）力学エネルギーの法則

3．剛体の力学

（1）剛体の運動 （2）剛体の重心と慣性モーメント （3）剛体の運動量と角運動量

（4）剛体の運動エネルギー （5）剛体の運動方程式

4．摩 擦

（1）すべり摩擦 （2）転がり摩擦

5．振 動

（1）振動の種類 （2）1自由度系の自由振動（減衰がない場合）

（3）1自由度系の自由振動（減衰がある場合） （4）1自由度系の強制振動

（5）2自由度系の振動 （6）動吸振器 （7）連続体の振動

（8）回転体の振動 （9）非線形振動

6．制 御

（1）制御とは （2）ブロック線図 （3）伝達関数とラプラス変換

（4）伝達関数を用いた応答解析 （5）応答の周波数特性

（6）制御システムの安定性 （7）フィードバック制御系の安定性

（8）古典制御と現代制御 （9）測定



第3章 流体工学



1．流体の性質

（1）密度と比重量 （2）粘度と動粘度 （3）表面張力

2．流体の分類

（1）粘性流体と非粘性流体 （2）ニュートン流体と非ニュートン流体

（3）圧縮性流体と非圧縮性流体

3．流体の流れ

（1）流れを表す量 （2）流れを表す方法 （3）定常流と非定常流

（4）流線と流跡線 （5）渦 （6）層流と乱流 （7）混相流

4．静止流体の力学

（1）静止流体中の圧力 （2）壁面に働く静止流体力 （3）浮力

5．理想流体の1次元流れ

（1）1次元定常流の連続の式 （2）ベルヌーイの式

6．運動量の法則

（1）運動量方程式 （2）配管が受ける力 （3）角運動量方程式

7．管内の流れ

（1）圧力損失 （2）円管内の流れ （3）円管内の流れの流速分布

（4）継ぎ手、バルブなどの圧力損失

8．物体まわりの流れ

（1）抗力と揚力 （2）円柱まわりの流れとカルマン渦

9．流体の運動

（1）連続の式 （2）運動方程式（オイラーの式）

（3）粘性流体の運動方程式（ナビエ・ストークスの式）

10．流体機械

（1）ポンプ （2）羽根車 （3）送風機、圧縮機

（4）キャビテーション

11．その他

（1）ポテンシャル流れ （2）境界層 （3）流量・流速測定

（4）水撃 （5）脈動 （6）無次元数



第4章 熱工学



1．熱力学の基礎

（1）熱エネルギー （2）温度 （3）熱量と比熱 （4）圧力 （5）熱平衡

2．熱力学第1法則

（1）熱力学第1法則 （2）内部エネルギーとエンタルピー

3．理想気体

（1）一般の状態式 （2）理想気体の状態方程式

（3）理想気体の比熱 （4）理想気体の混合

4．熱力学第2法則

（1）サイクル （2）カルノーサイクル

（3）熱力学第2法則 （4）エントロピー

5．サイクル

（1）ピストンエンジンのサイクル （2）ガスタービンのサイクル

（3）蒸気サイクル （4）冷凍サイクル

6．燃 焼

（1）燃料 （2）燃焼の形態 （3）燃焼の基礎式 （4）燃料の発熱量

（5）燃焼に必要な空気量 （6）燃焼排気ガス

7．伝 熱

（1）伝熱の基本形態 （2）伝導伝熱（熱伝導） （3）対流伝熱（熱伝達）

（4）ふく射伝熱（放射伝熱） （5）熱通過



第5章 機械設計、機械要素、機械材料、加工法



1．機械設計

（1）設計の手順 （2）設計標準化 （3）JIS製図法 （4）CAD・CAE

2．機械要素

（1）締結用機械要素 （2）軸に関する機械要素

（3）動力伝動用の機械要素 （4）その他の機械要素

3．機械材料

（1）主要な機械材料（鉄鋼、ステンレス鋼、非鉄材料） （2）材料の機械的性質

（3）材料試験 （4）熱処理方法 （5）表面処理方法 （6）非破壊試験

4．加工法

（1）切削加工 （2）研削加工 （3）塑性加工

（4）精密加工および特殊加工 （5）溶接



巻末資料─1〈参考文献〉

巻末資料─2〈過去の出題問題分析〉



索 引



おわりに

はじめに

技術士試験の内容は数年ごとに変更されていますが、平成15年度から技術士第一次試験では記述式問題が撤廃され、すべて択一式問題となりました。

平成16年度に「技術士第一次試験の科目」が改正されて発表となり、機械部門の専門科目の範囲は、「材料力学、機械力学・制御、熱工学、流体工学」の4科目が明記されました。

ここ数年の出題傾向は、機械工学の4大力学である材料力学、機械力学、熱力学、流体力学からの出題が主となっています。全体的に基本的な事項からの出題となりましたが、過去には出題されていなかった制御に関する項目が出題されるようになりました。また、これら科目に加えて機械設計、機械材料、機械要素、加工法からも幾つかの問題が出題されています。

専門科目におけるここ数年間の出題傾向は、問題数が35問でそのうち25問題を選択して解答する内容となっています。各科目からの出題数は、バランス良く配分されています。また、計算問題が6割から7割を占めていて、基礎的な計算式を知らないと解答できない問題が増えてきています。

筆者は、長年技術士の受験指導をしていますが、これまで第一次試験の受験者から「どのように勉強すれば効率的か？」と質問があれば、「過去問題を多く解きなさい。」と指導するのが精一杯の状況でした。その理由は、機械部門の第一次試験で考えてみますと、出題される科目をすべて網羅するテキスト的な参考書がないことが挙げられます。また、出題される項目の教科書を科目ごとの参考書としてすべて勉強するのは、社会人の方々にとっては時間的に非効率的であると思われるためです。

最近の傾向として、出版されている技術士の受験対策本は、部門ごとのものが多くなっています。これは、受験者にとっても具体的に記載されていることから意義があります。受験者の多い建設部門や電気電子部門では、第一次試験対策の参考書として過去問題ばかりでなく、テキスト的な本が多数出版されています。しかしながら、機械部門の第一次試験の受験対策本を見ますと、過去問題とその解説については多くの本が出版されていますが、基本的なテキスト本がありませんでした。そのため、社会人の受験者が効率よく勉強ができるように、基本的なテキスト本を執筆してみたいと思うようになりました。もちろん、機械部門全体の基本的な知識をたった1冊の本で完全に網羅できないのは当然のことですが、技術士第一次試験の合格ラインは50％以上となっていますので、すべての事項をカバーできないとしても受験に必要な必須知識の半分以上を 1冊の本で習得できるようにしよう、と考えました。

そこで、平成15年度の筆記試験廃止後に出題された問題の内容を分析してキーワードを選定し、これに基本となる項目を追加記載することで、機械部門の第一次試験の出題範囲として示されている、材料力学、機械力学・制御、流体工学、熱工学の4科目に加えて、機械設計、機械材料、機械要素、加工法を1冊の本としてまとめました。

参考として、平成15年度から平成20年度までに出題された項目を巻末資料2の「過去の出題問題分析」として添付しましたので、参考にしてください。毎年のように出題されている項目もありますので、これらの項目を重点的に学習してください。ここに記載した項目についての知識を勉強しておけば、この本1冊で十分に合格ラインを突破できると思います。さらに深く勉強したいと考えている受験者の皆さんのために、参考文献を巻末資料1として掲載してありますので、自分の専門以外の項目で苦手意識のある方や、専門知識を深めたいと思っている方は、これらの参考文献で時間の許すかぎり勉強してください。なお、本書で記載した科目の順番は、最近の試験問題で出題された順に合わせてありますので、前述の専門科目の範囲に示したものとは異なっています。

また、索引としてキーワード検索を添付しましたので、読後に習得度の確認のために引用してください。キーワードを見て内容を理解しているかをチェックし、理解していない項目を重点的に復習することにより習得度が上がっていくと考えます。なお、本書に記載した用語は、過去問題にあるものはそれに合わせてあります。

技術士になるための第一歩は、第一次試験に合格することが必須条件となります。本著が、これから受験を目指す方々にとって少しでも役に立てば、筆者としてこれ以上の喜びはありません。

2009年2月

大原良友