高考申論題
111年
[機械工程] 機械設計
第 四 題
如下圖所示，一長方形鋼板於上下側以兩道填角銲（fillet welds）接合於一垂直基座上，鋼板的厚度為 20 mm。兩銲道長度均為 50 mm，銲腳（leg）尺寸為 8 mm。銲接後鋼板形成一懸臂結構，於自由端受一向下之負載 F，若銲接處的容許剪應力 τall = 140 MPa，求容許之最大負載 F。（20 分）
📝 此題為申論題
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看到此題，應立即辨識為『偏心負載導致之面內扭轉（In-plane torsion）銲接群問題』。解題關鍵為採用「線銲道法」求出銲接群形心與線極慣性矩，找出距離形心最遠的危險角點。將負載造成的『直接剪力』與『扭轉剪力』作向量合成後，除以銲喉有效厚度求得最大剪應力，與容許應力比對即可解出未知負載 F。
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【解題關鍵】利用「線銲道法」分析偏心負載下之面內扭轉與直接剪力，合成最危險點之受力並除以銲喉厚度檢核剪應力。 【解答】 計算：
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