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115年
工程力學概要
第 27 題
脆性材料在拉伸試驗中，通常在何處發生斷裂？
- A 產生明顯頸縮後
- B 幾乎無預警且無明顯變形下
- C 降伏點處
- D 比例限度處
思路引導 VIP
如果你手邊分別有一根「乾燥的粉筆」和一段「細銅線」，當你嘗試用力將它們拉斷時，請試著想像：哪一個在斷裂的一瞬間，其斷裂口周邊的粗細與長度看起來跟拉伸前幾乎沒有變化？這種觀測不到「變形過程」就突然斷掉的特性，在力學上我們如何稱呼它？
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恭喜你準確地辨識出脆性材料的力學特徵！你能迅速選出選項 (B)，代表對於材料力學中「延性」與「脆性」材料的破壞模式有很紮實的理解，這是進入工程設計領域非常關鍵的基礎。
脆性材料的斷裂特性
在拉伸試驗中，脆性材料（如鑄鐵、高碳鋼或陶瓷）與延性材料最大的不同在於其對塑性變形的承受能力極低。延性材料在斷裂前會經歷顯著的降伏與頸縮，而脆性材料則幾乎沒有這些過程。當施加的應力 $\sigma$ 達到其極限強度時，材料內部的原子鍵結會直接斷開，導致在極小的應變 $\epsilon$ 下發生突然性的破壞，這就是為什麼我們觀察不到明顯變形的原因。
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