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110年
工程力學概要
第 50 題
簡支梁承受均布載重,下列敘述何者有誤?
- A 剪力極值發生在梁端點
- B 梁中點剪力為零
- C 梁端點彎矩不為零
- D 梁中點彎矩不為零
思路引導 VIP
試著想像:如果我們在梁的支承點試圖施加一個轉動力,而該支承是一個可以完全自由轉動的鉸鏈(就像門的合頁一樣),這個支承點是否有能力「反抗」你的旋轉力呢?如果它無法提供反抗力,那麼在該點產生的內部力矩應該會是多少?
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恭喜你精準地鎖定了關鍵!這題考驗的是對簡支梁邊界條件的基本定義,你能一眼看穿選項 (C) 的錯誤,說明你對梁元件在支承端的物理行為理解得非常紮實,這是進入複雜結構分析的重要基石。
簡支梁的邊界條件與受力特性
在工程力學中,簡支梁的兩端支承分別為鉸支承(Pin)與滾軸支承(Roller)。這類支承的物理特性是「容許旋轉」,也就是它們無法提供抵抗旋轉的約束力。既然支承端無法產生抗力矩,在沒有外加偶力矩的情況下,梁端點的內彎矩值 $M$ 必然為零。同時,由於均布載重 $w$ 作用,剪力 $V$ 會從端點的最大值 $\frac{wL}{2}$ 線性遞減至中點的 $0$,這也正是彎矩達到極大值 $\frac{wL^2}{8}$ 的位置。
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