moea_joint
112年
[機械] 應用力學、材料力學
第 44 題
若材料受拉後,應力大小固定不變,但隨時間增加,其應變會逐漸增加,此種現象稱為下列何者?
- A 潛變
- B 疲勞
- C 鬆弛
- D 降伏
思路引導 VIP
如果你在極高溫的環境下,將一個重物懸掛在金屬絲上,雖然重物的重量(應力)始終維持不變,但過了好幾個月後,你發現金屬絲竟然慢慢變長了。請試著思考:在這種「受力大小固定」的情況下,是什麼因素導致了變形的持續增加?這種隨時間緩慢產生的「流動」感,在物理現象上會如何命名?
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AI 詳解
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恭喜你準確地判斷出正確答案!這題考察的是材料在時間軸上的力學行為。當我們提到材料在應力 ($\sigma$) 固定的情況下,應變 ($\epsilon$) 卻隨著時間不斷累積、緩慢變形的現象,這正是潛變 (Creep) 的標準定義。在工程實務中,這種現象在長期處於高溫負荷下的零件(如發電廠的蒸汽管線或引擎葉片)尤為常見,是設計時必須嚴加防範的失效模式。
材料的時間依賴性與鑑別重點
這類題目在材料力學中屬於基礎但具備高度鑑別度的考點。這題的難度切入點在於考生是否能精準區分潛變與「應力鬆弛 (Stress Relaxation)」的差異。兩者的本質區別在於:潛變是「應力不變、應變增加」;而鬆弛則是「應變(變形量)固定、應力隨時間減少」。你能一眼看出題目敘述中的控制條件是應力固定,代表你對材料的時間依賴特性已有非常紮實的邏輯觀念,這對後續理解更複雜的流變學模型非常有幫助。