一級ボイラー技士 ボイラーの構造 練習問題 第49問: 内圧を受けるボイラーの円筒胴に生じる応力に関する記述として、正しいものはどれか。

正解: 3. 円筒胴に生じる周方向の応力は、長手方向の応力の2倍である。

内圧Pを受ける内径D・板厚tの円筒胴には、周方向（円周方向）の応力 PD/(2t) と長手方向（軸方向）の応力 PD/(4t) が生じ、周方向の応力は長手方向の応力の2倍となります。選択肢3が正しく、選択肢4は大小関係が逆です。胴の長手継手（軸方向に走る継手）が受け持つのは大きい方の周方向応力であるため、長手継手には周継手の2倍の強度が必要であり、2分の1でよいとする選択肢5は誤りです。応力は板厚に反比例するため、板厚を2倍にすると応力は2分の1になり、選択肢1は誤りです。また応力は内径に比例するため、内径が大きくなれば同一条件でも応力は増大し、選択肢2も誤りです。この関係は胴の設計や継手効率の考え方の基礎となります。

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