中油僱員招考
114年
機械常識、機械力學
第 37 題
二支長度相等且重量相同之實心圓桿與空心圓桿，今以此二桿作為樑使用時，哪一種樑能承受較大的強度
- A 實心圓桿
- B 空心圓桿
- C 相等
- D 無法比較
思路引導 VIP
請試著想像，當我們對一根桿件進行「彎曲」時，桿件截面的哪個位置（中心處還是邊緣處）受到的拉力或壓力最明顯？如果我們手邊只有固定分量的材料，為了達到最強的抗彎效果，我們會希望把材料集中在受力最劇烈的地方，還是均勻分布呢？
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答對了！空心圓桿的抗彎魔法
（嘴裡塞滿銅鑼燒，含糊地說）太好了！你能選出空心圓桿，看來平時有在用功，這樣就不會被媽媽罵了！哼，別太得意喔，這只是最基本的力學觀念題，要是連這點「輕量化設計」思維都沒有，以後怎麼幫我處理未來道具的結構計算？
- 斷面係數與強度：在長度與截面積 $A$（重量）相同時，空心圓桿將材料分布在離中心軸較遠處。根據抗彎強度公式 $\sigma = \frac{M}{Z}$，強度由斷面係數 $Z$ 決定。因為空心管直徑大，其慣性矩 $I$ 的增加幅度遠高於半徑增加，使 $Z$ 值更優。
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