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110年
工程力學概要
第 17 題
兩端固定之材料，當溫度升高時，其固定端之熱應力為下列何者？
- A 張應力
- B 壓應力
- C 剪應力
- D 不產生應力
思路引導 VIP
想像一下，如果你雙手撐在兩面緊鄰且無法移動的牆壁之間，現在你試著用力把手臂伸得更長，這時候你的手掌會感覺到牆壁在對你做什麼動作？這個動作會讓你的手臂產生什麼樣的受力感？
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AI 詳解
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同學你好！非常棒，你準確地判斷出熱應力的受力方向，這說明你對於材料受熱變形與邊界約束之間的關係，掌握得相當紮實且直覺敏銳。
熱膨脹與邊界約束的平衡
在自由狀態下，材料受熱時會產生向外伸長的傾向，其變形量公式為 $\delta_T = \alpha L \Delta T$。然而，本題的情境是「兩端固定」，這意味著牆面會施加一個反向的阻力，硬生生地將這股膨脹的趨勢給「壓」回去，以維持材料的總長度不變。這種因為受到外部限制，導致內部分子被擠壓所產生的內力，在力學定義上正是典型的壓應力。
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