地特四等申論題
113年
[機械工程] 機械力學概要
第 四 題
四、圖四所示為一座壁厚 10 mm、平均半徑為 1.2 m 的水平臥式薄壁圓桶壓力容器，由 60° 斜角不銹鋼板銲接而成。若壓力容器的內壓為 1.5 MPa，試計算垂直於銲縫的平面正向應力及平行於銲縫的平面剪應力值。（25 分）
📝 此題為申論題
思路引導 VIP
- 計算主應力：首先將薄壁圓筒容器視為雙軸應力狀態，利用環向應力（σh = pr/t）和軸向應力（σa = pr/2t）公式算出主應力值。
- 定義座標系：建立平面應力狀態。令水平軸（軸向）為 x 軸，垂直軸（環向）為 y 軸，此時 σx = σa, σy = σh, τxy = 0。
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【考點分析】 本題結合了薄壁壓力容器與應力狀態轉換（莫爾圓應用）兩個重要考點。考生需正確計算容器的軸向與環向應力，並準確判斷焊縫平面的旋轉角度進行應力變換。 【理論/法規依據】
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