地特三等申論題
108年
[機械工程] 機械設計
第 一 題
一、如圖所示為一根長度為 800 mm 的鋼製懸臂樑，楊氏係數 E = 200 GPa，樑的長方形截面寬度為 60 mm、厚度為 12 mm；置於末端之螺旋彈簧，鋼絲直徑為 12.5 mm，彈簧的外徑為 100 mm，有效圈數為 10 圈，鋼絲的剛性模數 G 為 83 GPa，試求當末端的撓度（Deflection）為 40 mm 時之作用力。（20 分）
📝 此題為申論題
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看到此題，首先應判斷系統為懸臂樑與末端彈簧「並聯」受力的結構，兩者的末端變形量（撓度）皆為相同的 40 mm。解題策略是分別利用懸臂樑的彎曲撓度公式（求樑的等效彈簧常數）與螺旋彈簧常數公式，計算出各自達到該變形量所需的分力，最後將兩者相加即為總作用力 F。
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【解題關鍵】判斷懸臂樑與彈簧為並聯受力系統（變形量相同），總作用力等於樑與彈簧各自所需受力之和（$F = F_b + F_s$）。 【解答】 計算：
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