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地特三等申論題 105年 [機械工程] 機械設計

第 一 題

📖 題組:
螺栓牙根處之應力狀態σx = 50 MPa,σy = -20 MPa,τyz = 8 MPa,其餘為應力分量(σz, τxy, τxz) 為 0,求作用於此處之:(每小題 10 分,共 20 分) (一)三個主應力。 (二)最大剪應力。
📝 此題為申論題,共 2 小題

小題 (一)

三個主應力。

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觀察題目給定的應力狀態,由於 x 方向的剪應力分量皆為 0,可直接判定 σx 即為其中一個主應力。剩下的兩個主應力只需套用 y-z 平面的二維主應力公式(或莫耳圓)即可輕鬆求得。

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【解題思路】觀察應力分量,因 x 方向無剪應力,判定 σx 即為一主應力,再利用二維主應力公式計算 y-z 平面之主應力。 【詳解】 已知:應力分量 $\sigma_x = 50$ MPa,$\sigma_y = -20$ MPa,$\tau_{yz} = 8$ MPa,且 $\sigma_z = 0$,$\tau_{xy} = 0$,$\tau_{xz} = 0$。

小題 (二)

最大剪應力。

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  1. 觀察給定的三維應力狀態,發現 τxy 與 τxz 皆為 0,可知 x 軸方向無剪應力作用,因此 σx 即為其中一個主應力。
  2. 將剩餘的 y-z 平面視為二維應力狀態,代入平面主應力公式求出另外兩個主應力。
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【解題思路】先由給定的應力狀態求出三個主應力,再利用絕對最大剪應力公式求出最大剪應力。 【詳解】 已知:應力狀態為 σx = 50 MPa,σy = -20 MPa,σz = 0,τyz = 8 MPa,τxy = τxz = 0。

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