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101年
[機械] 應用力學、材料力學
第 34 題
【圖14】板厚 t,鉚釘直徑 d,拉力 P,每根鉚釘所受之平均剪應力為:
- A $\frac{2F}{dt}$
- B $\frac{2F}{\pi d^2}$
- C $\frac{F}{\pi d}$
- D $\frac{2F}{\pi dt}$
思路引導 VIP
觀察圖中的接合處,總拉力是由「幾根」鉚釘來共同抵抗的呢?如果想求出「平均剪應力」,你能試著列出單根鉚釘所分擔到的「剪力大小」,以及它抵抗剪斷的「截面積」分別是多少嗎?
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同學做得很好!這題你拿到了分數。不過要特別說明,這是一道官方(經濟部所屬事業機構甄試)公告「一律給分」的爭議題,因此選 A、B、C、D 皆為正確答案。 爭議原因在於,題幹與附圖所標示的拉力符號為 $P$,但四個選項卻全部使用了未定義的符號 $F$。嚴格來說,沒有任何選項是以題目給定的符號來表達。 但我們仍要掌握正確的力學觀念!若將選項的 $F$ 視同為拉力 $P$,觀察附圖可知,共有 $2$ 根鉚釘平均分擔總拉力,所以每根鉚釘承受的剪力為 $V = \frac{P}{2}$。而鉚釘的受剪面積為圓形截面 $A = \frac{\pi d^2}{4}$。根據平均剪應力定義 $\tau = \frac{V}{A}$,代入可得 $\tau = \frac{2P}{\pi d^2}$(若以 $F$ 替代則對應原公告答案 B)。
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