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技術士第一次試験「機械部門」専門科目受験必修テキスト 第4版

定価(税込)  2,750円

著者
サイズ A5判
ページ数 324頁
ISBNコード 978-4-526-08139-2
コード C3053
発行月 2021年05月
ジャンル 資格試験 機械

内容

技術士第一次試験「機械部門」専門科目の基礎知識とキーワードを1冊にまとめたテキストの第4版。第4版では、平成28年度から令和2年度までに出題された問題の内容を分析して技術項目を選定し、従来の基本となる項目に追加記載している。一次機械部門に必要な出題範囲について、必要最低限の知識を習得するための受験者必携の定本。

大原良友  著者プロフィール

(おおはら よしとも)
技術士(総合技術監理部門、機械部門)
大原技術士事務所 代表(元エンジニアリング会社勤務 主席技師長)
所属学会:日本技術士会(CPD認定会員)、日本機械学会
学会・団体の委員活動:(現在活動中のもの)
公益社団法人・日本技術士会:男女共同参画委員会・委員
一般社団法人・日本溶接協会:化学機械溶接研究委員会 圧力設備テキスト作成小委員会・副委員長
国土交通省:中央建設工事紛争審査会・特別委員
資格:技術士(総合技術監理部門、機械部門)、米国PM協会・PMP試験合格
著書:『技術士第二次試験 「機械部門」対策と問題予想 第4版』、『技術士第二次試験「機械部門」 択一式問題150選 第3版』、『技術士第二次試験 「機械部門」対策〈解答例&練習問題〉 第2版』、『技術士第二次試験 「機械部門」要点と〈論文試験〉解答例』、『技術士第二次試験「機械部門」過去問題 〈論文試験たっぷり100問〉の要点と万全対策』、『技術士第二次「筆記試験」突破講座』(共著)、『技術士第一次試験「機械部門」 合格への厳選100問 第4版』、『建設技術者・機械技術者〈実務〉必携便利帳』(共著)、『トコトンやさしい「圧力容器の本」』(日刊工業新聞社)
 取得特許:特許第2885572号「圧力容器」など10数件
 受賞:日本機械学会:産業・化学機械と安全部門 部門功績賞(2008年7月)
神奈川県高圧ガス保安協会:感謝状(2019年11月)など数件

目次

【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)荷重と伸びの関係
(5)自重による棒の伸び
(6)熱応力
(7)応力集中
(8)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
(5)曲げとねじりを受ける軸

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.弾性ひずみエネルギー
(1)ひずみエネルギーとは
(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)カスチリアノの定理

9.不静定の問題
(1)軸力の不静定問題
(2)はりの不静定問題
(3)軸のねじりの不静定問題

10.その他
(1)骨組構造
(2)薄肉円筒容器
(3)薄肉球殻
(4)破壊力学の基礎
(5)材料の力学的性質と試験方法

【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
(6)並進運動と回転運動

4.摩擦
(1)滑り摩擦
(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)可制御性と可観測性
(10)測定

【第3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)作動流体のエネルギー保存則

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
(5)理想気体の状態変化

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)エクセルギー

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
(5)スターリングサイクル

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
(6)熱交換器

【第4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
(3)容器からの流出

6.運動量の法則
(1)運動量方程式
(2)配管が受ける力
(3)ジェットエンジンの推進力
(4)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
(5)配管内の圧力損失

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
(7)模型実験

【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
(5)信頼性設計

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〉
巻末資料─3〈出題された問題の項目〉

索引
おわりに

はじめに

2009年3月25日にこの『技術士第一次試験 「機械部門」専門科目受験必修テキスト』の初版を発行して2011年5月までに初版の5刷を発行し、その後第3版まで発行してきました。これも偏に受験者の方々から、第一次試験合格に向けて効率的に勉強できるテキストとして受け入れられたためと考えています。
この度、第3版の発行後の平成28年度から令和2年度までの試験問題で出題された技術項目を一部追記して、第4版を出版することとなりました。
機械部門の第一次試験の出題範囲として示されているのは「材料力学、機械力学・制御、流体工学、熱工学」の4科目です。これに加えて、ここ数年は出題されていませんが、過去問題では「機械設計、機械材料、機械要素、加工法」が出題されていました。
これらの技術項目を科目ごとの参考書により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す。また、機械部門の第一次試験の受験対策本として、基本的な技術項目を解説するテキスト本がなかったことから、1冊の本で合格できるレベルの技術項目の習得を考えて、本書は企画されています。
もちろんのことですが、機械部門全体の基本的な技術知識をたった1冊の本で完全に、かつ、詳細まで網羅することはできません。ただし、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、受験に必要な最低限の必須知識はこの本1冊で十分に習得することができて、合格ラインは突破できるものと確信しています。
実際に、ここ数年の試験で出題された問題は、このテキストに記載された内容を理解していれば、合格ラインの点数は十分に取得できるものになっています。
本書は、平成16年度から令和2年度まで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、これに基本となる技術項目を追加して記載することでまとめてあります。
平成16年度から令和2年度までに出題された技術項目を巻末資料の「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がありますので、これらの項目を重点的に学習してください。
なお、専門科目における出題の問題数は35問でそのうち25問題を選択して解答することになりますが、各科目から出題される問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。そのため、重要な計算式については、導入過程を含めて覚えておいてください。
また、本書を参考にしながら、過去問題を解く練習をすることをお勧めします。弊著『技術士第一次試験「機械部門」 合格への厳選100問』第4版も参考にしていただけると、実際の問題の解き方が良く理解できると思います。
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として掲載しました。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限り勉強してください。
キーワード確認用に索引を添付しましたので、読後に習得度の確認のために活用してください。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。
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。今後機械部門の技術士が1人でも多く誕生して、科学技術の向上を図り、安全で安心のできる社会づくりや経済の発展に貢献していただきたいと思っています。
本書により受験勉強されるあなたは、技術士第一次試験の機械部門に合格する可能性が飛躍的に高くなるものと確信しています。また、今後の技術士第二次試験の機械部門の受験に際しても、基礎知識の習得にお役に立つものと自負しています。

2021年2月
大原良友

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