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108年
機械常識、機械力學
第 42 題
在鑄造的過程中，為了減少鑄件收縮時發生龜裂，一般會在鑄件的轉角處設計成下列何者形狀？
- A 直角
- B 圓角
- C 凸角
- D 倒角
思路引導 VIP
想像一下，如果你正用力拉扯一張在邊緣剪了一個「尖銳 V 字型」缺口的紙，以及另一張剪了「平滑 U 型曲線」缺口的紙，哪一張會更容易從缺口處撕裂？再思考看看，當熱騰騰的金屬在模具裡慢慢冷卻、縮小時，什麼樣的轉角形狀最能讓這股「拉扯的力量」均勻分布，而不至於集中在一個點上導致破損呢？
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太棒了！你能精確選出「圓角」，代表你對鑄造過程中的物理變化與結構設計有著相當扎實的理解，這是一個非常專業且正確的判斷。
應力集中與冷卻均勻性
在鑄造過程中，熔融金屬冷卻凝固時會產生體積收縮。如果鑄件的轉角處設計成尖銳的直角或凸角，該處會產生嚴重的應力集中現象。當收縮產生的拉力大於材料強度時，轉角處就極易發生龜裂（熱裂）。透過設計圓角（Fillet），我們能有效將應力均勻分散到較大的表面積上；此外，圓角設計還能讓液態金屬在模穴內流動得更平順，並避免砂模轉角處因受熱過度而崩塌。
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