申論 1如圖所示之鐵框弓形手工鋸是由S20C 鋼（抗拉強度S = 889 MPa、降伏u強度S = 496 MPa）所製成。當鎖緊螺絲時鋸片之拉力為480 N，在考量y曲樑（curved beam）之彎曲應力集中影響（r 為截面形心到曲率中心之曲率半徑），試以鐵鋸管形結構部分不產生塑性變形之設計下，計算其設計之安全係數。（25 分）曲樑之彎曲應力集中係數
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申論 2有一使用於精密機械上之圓形桿件，承受在4 kN 至22 kN 間週期變動之軸向負荷。桿件上之應力集中可忽略，而使用之材料抗拉強度S = 1000 MPaS = 820 MPa103u、降伏強度y，在次週期負載壽命之疲勞強度為0.75 S、修正後之疲勞限（endurance limit）S = 420 MPa。在設計ue2.0Goodman2.5 × 105安全係數為 時，試以 理論求在次週期負載壽命下應該設計之桿件直徑。（25 分）
申論 3有一單列深溝滾珠軸承，軸承規格編號為6208（靜態C = 11.6 kN、動態C = 16.8 kN、額定壽命1 × 10revs），使用時每小時內承受下列之組合負載：徑向負載F = 3000 N、t = 30 min；徑向負載F = 3500 N、t = 10 min；徑向負載F = 1150 N、t = 20 min。軸承之轉速固定為600 rpm，試求此軸承之預期壽命為多少小時？（參考公式：滾珠軸承設C3計公式L）（25 分）F
申論 4如圖所示之皮帶輪傳動裝置，主動皮帶輪節圓半徑r = 150 mm，靜止組裝時滑軌上之拉力維持在F = 500 N，產生皮帶上之初始拉力。若皮帶傳動時主動輪上輸出功率為5.0 kW、轉速n 為1200 rpm，且皮帶與皮帶輪間之摩擦力夠大、皮帶不打滑，試求運轉時皮帶在緊邊與鬆邊分別之拉力。（25 分）皮帶30o30ornF0主動輪從動輪