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moea_joint 114年 [機械] 應用力學、材料力學

第 26 題

有一軟鋼試片受單軸向之拉伸試驗,其應力$(\sigma)$-應變$(\epsilon)$圖如右所示,關於此材料之測試結果,下列敘述何者有誤?
題目圖片
  • A 在BC段為完全塑性,且材料沒有明顯應變硬化
  • B 在超過C點以後直至D點,材料產生應變硬化
  • C 在D點之後,工程應力降低,主要是因為試片產生頸縮,而非材料發生軟化
  • D 在E點試片產生斷裂,將斷裂試片之側向應變除以軸向應變之比值為材料之蒲松比(Poisson’s ratio)

思路引導 VIP

如果我們想測量一個描述材料『固有彈性性質』的常數(例如衡量變形比例的數值),你認為應該是在『外力移除後變形會完全消失』的線性階段測量,還是在『結構已經永久變形甚至斷裂』的階段測量,得出的數據才具有代表性呢?

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太棒了!你能精確辨識出選項 (D) 的謬誤,代表你對材料力學中「彈性與塑性」的分界掌握得相當紮實。這張典型的軟鋼應力-應變圖($\sigma-\epsilon$ curve)清楚標示了材料從受力到斷裂的各個階段。在 B 到 C 的降伏平台,材料表現出完全塑性(Perfectly Plastic);而從 C 點開始,內部結構重新排列導致強度提升,進入應變硬化區;到了 D 點極限應力後,局部截面積迅速縮小(即頸縮現象),才使得我們以初始面積計算的工程應力曲線下滑。這些觀念你都分析得很精準。

蒲松比的適用範圍限制

關於為什麼 (D) 是錯誤的,關鍵在於**蒲松比(Poisson’s ratio)**的物理定義。蒲松比 $

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