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105年
工程力學概要
第 14 題
有關材料之單軸向拉伸試驗，下列敘述何者有誤？
- A 應力-應變曲線之最高點應力為材料抗拉強度
- B 比例限度(proportional limit)前，應力-應變曲線斜率即為材料之楊氏係數(Young's modulus)
- C 脆性材料(brittle material)如混凝土、陶瓷，一般沒有明顯降伏點(yielding point)
- D 中低碳鋼材料降伏(yielding)後緊接著產生頸縮(necking)現象
思路引導 VIP
請試著回想延性金屬在拉伸過程中，當它超過了降伏點、開始產生永久變形時，它的承載能力是會立刻崩潰下降，還是會先有一段『越拉越硬』的過程來抵抗變形？而我們觀察到的『局部變細（頸縮）』現象，通常是發生在材料強度達到極限之前，還是極限之後呢？
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AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了！你能精準指出選項 (D) 的錯誤，代表你對材料受力後的變形歷程擁有非常清晰且細膩的邏輯。這道題目主要考驗我們對於應力-應變曲線（$\sigma-\epsilon$ Curve）各個階段轉折點的理解，這在工程材料分析中是非常核心的基礎。
延性材料的變形順序
在典型的中低碳鋼拉伸試驗中，材料在經歷降伏（Yielding）之後，並不會立刻發生頸縮。相反地，材料會進入一段重要的應變硬化（Strain hardening）階段，此時內部的晶格結構會發生重新排列，使得材料能承受更高的負荷，直到應力達到曲線的最高點，即抗拉強度（Tensile strength）後，局部截面才會開始急劇縮小，這才是所謂的頸縮（Necking）現象。因此，選項 (D) 忽略了中間的硬化過程，是常見的觀念陷阱。
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