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地特四等申論題 106年 [土木工程] 靜力學概要與材料力學概要

第 一 題

📖 題組:
一、有一鋁管,長度 400 mm,承受 P 之壓力載重,鋁管之外徑與內徑分別為 60 mm 與 50 mm。有一應變計貼在鋁管之外表面,用以量測軸向應變,請問:
題組圖片
📝 此題為申論題,共 2 小題

小題 (一)

假如量到之應變為 550 × 10^-6,請計算壓縮變形量。(10 分)

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看到求變形量與已知應變、長度時,應直接聯想「軸向應變定義」公式。本題中給定的內外徑為多餘資訊(通常是為計算應力或受力 P 所準備),解題時不需使用,直接將應變乘上原始長度即可求得變形量。

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【解題關鍵】利用正向應變的定義公式:變形量等於軸向應變與原始長度之乘積(δ = ε × L)。 【解答】 已知條件:

小題 (二)

假如壓應力為 40 MPa,請計算壓力 P。(15 分)

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看到這題先想到軸向應力的基本定義公式 σ = P/A。因此只要先利用外徑與內徑算出空心鋁管的截面積,再將其與題目給定的應力數值相乘,即可求出所承受的軸向壓力 P。

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【解題關鍵】本題核心在於軸向應力公式 $\sigma = \frac{P}{A}$ 的應用,先計算出空心圓管的截面積,再將已知應力代入求得壓力。 【解答】 計算:

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