普考申論題
114年
[土木工程] 材料力學概要
第 一 題
一、如圖 1 受軸力作用之桿件,有 3 集中力分別作用於 B、D、F 點,力量之大小及方向如圖所示。桿件 BC 段、CD 段、DF 段之斷面積分別 A、2A、2A,材料彈性模數(modulus of elasticity)分別為 3E、E、3E。假設外力施加後桿件仍維持彈性狀態,請問桿件受力後總變形量為何?BC 段、CD 段、DF 段變形量(包含正負)之比例為何?(25 分)
📝 此題為申論題
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本題屬於典型的軸向受力變形分析題。看到此題,應立即想到先定義拉伸為正、壓縮為負的符號規定,並利用「截面法」畫出各段的自由體圖,求得各區段(BC、CD、DF)的內部軸力。接著,分別代入軸向變形公式 (\delta = \frac{NL}{AE}) 計算各段變形量,最後透過疊加原理相加求得總變形量,並化簡數值求出比例。
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【解題關鍵】利用截面法求出各段桿件之軸力,並代入虎克定律之軸向變形公式 $\delta = \frac{NL}{AE}$ 進行疊加計算。 【解答】 一、符號與正負號定義
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