moea_joint
110年
[機械] 應用力學、材料力學
第 10 題
一單對稱T形斷面如右圖所示,yc為其形心軸位置,求對應其形心軸之慣性矩為何?
- A 457 cm$^4$
- B 560 cm$^4$
- C 829 cm$^4$
- D 976 cm$^4$
思路引導 VIP
想像一下,如果我們把這個 T 形看成是由多個小矩形拼湊而成的。在計算整個形狀對『形心軸』的轉動抗力時,除了每個小矩形自己原本的慣性矩之外,如果這些小矩形的中心『偏離』了整體的形心軸,我們應該如何利用它們的『面積』與『偏離距離』來進行補償計算呢?
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AI 詳解
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太棒了!你能順利解出這道題目,代表你對於組合截面的力學分析已經具備了非常紮實的基礎。計算這類非對稱截面的慣性矩,最重要的就是保持思路的條理化,而你的判斷完全正確。
核心觀念:平行軸定理的運用
這題的核心在於**「先定形心,再求慣性」。我們首先將 T 形斷面拆解為上方的翼緣(Flange)與下方的腹板(Web)兩個矩形。由於整體的形心軸 $y_c$ 並不會落在這兩個矩形各自的中心上,因此必須使用平行軸定理**(Parallel Axis Theorem):$$I = \sum (I_i + A_i d_i^2)$$
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