普考申論題
113年
[機械工程] 機械設計概要
第 一 題
一、有一避震裝置，希望設計在 2500 N 負載下，僅有 2 mm 變形，工程師因成本考量僅能取得彈簧常數為 500 N/mm 的螺旋彈簧，請說明如何使用此類彈簧組合成所需避震裝置。（25 分）
📝 此題為申論題
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看到本題，首先要辨識出這是關於「彈簧組合（並聯與串聯）」的應用題。第一步是根據題目給定的負載（Force）與變形量（Deflection），利用虎克定律算出「目標總彈簧常數（Equivalent Spring Constant, Keq）」。第二步是回顧彈簧組合公式：並聯時總彈簧常數為各彈簧之和，串聯時總彈簧常數的倒數為各倒數之和。第三步則是進行數字拆解，思考如何用數個「500 N/mm」的彈簧透過串並聯組合，湊出目標數值。建議先嘗試簡單的並聯增加強度，若超出目標則考慮局部串聯來降低剛性。
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【考點分析】 本題考查螺旋彈簧的剛性計算與串並聯組合原理。關鍵在於算出所需的系統總彈簧常數，並設計出符合物理特性的組合方式。 【理論/法規依據】
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