司法三等申論題
105年
[檢察事務官營繕工程組] 結構分析(包括材料力學與結構學)
第 一 題
一、一長度為 2 m,外直徑為 10 cm 之圓管形斷面(外材料 1),其內層包覆另一直徑為 6 cm 之實心圓斷面(內材料 2),內外材料俱為均質但性質不同,其間亦並未黏接(如圖一所示)。兩者之彈性模數分別為 E1 = 120 GPa 及 E2 = 180 GPa,熱膨脹係數則分別為 α1 =10×10-6/℃及 α2 = 15×10-6/℃。若將此二材料組合之構件一端固定,另一端以一剛體封蓋,若溫度升高 60℃,試求內外兩種材料之軸向應力。(25 分)
📝 此題為申論題
思路引導 VIP
- 看到雙層材料且端部有剛體封蓋,應立即聯想到「靜不定軸向構件」問題。
- 核心解題三大步驟:建立「靜力平衡方程式」(兩材料內力和為零)、「變形相合條件」(兩材料總變形量相等)以及「材料構成律」(總變形=熱膨脹+彈性變形)。
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【解題關鍵】運用「靜力平衡」、「變形相合條件」與「材料構成律」三大原則,解出靜不定結構中因溫度變化產生的熱應力。 【解答】 計算:
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