高普考題庫
113 年 113年公務人員高等考試三級考試暨普通考試

材料力學

本卷皆為申論題,點「看答案與解析」查看擬答。

申論 1參考(圖1)之方向定義,試寫出梁的撓曲變形函數u(x)與分布載重q(x)之間的關係式,並列舉有關此式至少三個基本假設。試以此關係式出發,推導圖1 左端固定之懸臂梁撓曲變形函數,以及梁右端點b 之順時針旋轉傾斜角θ 與垂直向下位移∆。令EI 為此梁之撓曲剛度,q 為載重係數,o兩者皆為常數。(25 分)q(x)=q(x/L)2ouxabL(圖1)
申論 2一根三夾板梁由兩種彈性材料組成,夾心層材料之彈性係數為E=200000 MPa,上下兩外層由材料E=50000 MPa 所製成。各層具有矩s×a×形斷面,且各層之斷面積相同,皆為A=20 mm2,長度L=1200 mm。心層與外層之熱膨脹係數分別為=1.010-5(1/℃)與=2.010-5(1/℃)。此sa梁將被安裝於兩剛性牆面之間,事先預留=0.2 mm 之微小間隙使其暫不受力,如(圖2)所示,此時若將溫度均勻提高T=20℃,試問升溫後組合梁內部所受之總軸力F 為何?如果心層與外層之材料容許應力分別為=10.0 MPa 和=5.0 MPa,則升溫上限為何?(25 分)sas(圖2)
申論 3圓弧形彎梁左端固定於剛性牆面,座標與尺寸標示如(圖3),梁斷面為均勻實心方形20 mm20 mm 斷面,材料彈性係數E=200000 MPa,柏松比v=0.25,剪力係數G=80000 MPa,現於梁之自由端施加一垂直於梁身之水平力P=20 N(x-方向),試計算點a 處梁內最大法向應力σ 與點bxx處最大剪應力τ,以及絕對最大法向應變ε 與絕對最大剪應變γ。xymaxmax(25 分)y1 ma1 mrxPb(圖3)
申論 4一水平梁承受若干垂直力與平面內力矩,梁斷面內正值之剪力與彎矩定義如(圖4a),其剪力圖(單位kN)與彎矩圖(單位kN.m)示意如(圖4b),試完成剪力圖並推估此梁之所有受力與力矩。(25 分)2 m2 m4 m剪力圖0梁內正剪力22彎矩圖00梁內正彎矩-16-18(圖4a)4b(圖)