普考申論題
112年
[機械工程] 機械力學概要
第 一 題
📖 題組：
二、如圖二所示，有一圓桿半徑為0.1 m，兩端受到扭矩T=100 kN-m作用，並有軸力P=1000 kN作用在軸的兩側， π=3.14159。請回答以下問題：
二、如圖二所示，有一圓桿半徑為0.1 m，兩端受到扭矩T=100 kN-m作用，並有軸力P=1000 kN作用在軸的兩側， π=3.14159。請回答以下問題：
📝 此題為申論題，共 2 小題
小題 (一)
請計算出因為扭矩，該桿件所受的最大剪切應力為多少？（10分）
思路引導 VIP
首先，辨識此題屬於材料力學中的「扭轉變形」考點。考生應按以下思路進行：
- 提取物理量：讀取桿件半徑與所受扭矩。注意此題指明「因為扭矩」，代表在此子題中暫不需考慮軸力對剪應力的影響。
小題 (二)
在圓桿的最外側之材料所受到的最大主應力（Principal stress）為多少？（25分）
思路引導 VIP
本子題要求計算「最大主應力」，考生應意識到這是一個典型的「複合應力（Combined Stress）」問題。解題思維如下：
- 分析應力狀態：桿件最外側的材料元素同時承受了兩種載荷的效應。其一是由扭矩產生的「剪切應力」，其二是由軸力產生的「正向應力」。