申論 1如下圖所示，長度L 300 mm之實心圓柱的鑄鐵懸臂樑，在自由端同時受到扭矩T 680 N-m及橫向負荷P 750 N作用。若鑄鐵的抗拉極限強度S350 MPa，抗壓極限強度S630 MPa，設計之安全係數n 2.5。utuc根據最大正應力理論之設計準則，求該圓柱之直徑D。（20 分）
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弱點分析
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申論 2直徑d 75 mm之實心圓軸AB 承受如下圖所示之負載並旋轉，轉軸上C、D 兩處轉輪的半徑r 0.2 m。轉軸的降伏強度S 550 MPa，極限強y度S 660 MPa，修正後之疲勞耐久限（endurance limit）S 186 MPa。ue（每小題10 分，共20 分）㈠沿轉軸長度分別繪製彎矩分佈圖與扭矩分佈圖。㈡考慮軸之旋轉，以畸變能失效理論（distortion-energy theory of failure）結合Goodman 疲勞準則分析轉軸的安全係數。
申論 3有一外徑D 30 mm之螺旋壓縮彈簧，由直徑d 3 mm的鋼線所製成，o鋼線的剪力模數G 79 GPa，剪力降伏強度S848 MPa，彈簧的兩端sy簡單磨平（plain ground ends，總計無效圈數為1 圈），總圈數為12 圈。若彈簧被壓縮至壓實長度（solid length）時，彈簧內的剪應力不可超過鋼線的剪力降伏強度，試分析所容許之彈簧最大自由長度。（20 分）16PR0.615Gd4參考公式：K，K1，k。sd3sc64R 3Nc
申論 4如下圖所示，一長方形鋼板於上下側以兩道填角銲（fillet welds）接合於一垂直基座上，鋼板的厚度為20 mm。兩銲道長度均為50 mm，銲腳（leg）尺寸為8 mm。銲接後鋼板形成一懸臂結構，於自由端受一向下之負載F，若銲接處的容許剪應力140 MPa，求容許之最大負載F。all（20 分）
申論 5一個由電動馬達驅動的皮帶輪A 經由平皮帶帶動另一個皮帶輪B，馬達的輸出功率為1.5 kW，馬達的轉數n 2500 rpm。主動輪A 的半徑r 37.5 mm，兩輪軸互相平行且軸中心距離c 625 mm，皮帶與輪之間的摩擦係數0.35，皮帶每單位長度重量w 1.75 N/m，若運轉時被動輪B 的轉數為1000 rpm，求：㈠被動輪B 的半徑r 。（5 分）㈡主動輪A 被皮帶所包覆的角度（wrap angle）φ。（5 分）㈢運轉時皮帶的緊邊張力F 和鬆邊張力F 。（10 分）