所屬科目:工程力學(包括流體力學與材料力學)
一、在平面應變之假設下,一應變元素如下圖正方形所示,其在 x-y 座標系之應變值為 εxx = 0.00032,εyy = 0.00012,γxy = 0.00017,剪應力為 τxy = Gγxy,G 為剪力模數,試求此元素之主應變及其主軸座標方向,以及最大和最小剪應變及其方向,請繪製相應之應變元素圖以明確表示。(20 分)
二、試求下圖矩形閘門 de 上的靜流體合力之大小、方向和作用點,假設此閘門突出紙面之寬度為 1 m,液體 A 和液體 B 的密度分別為 1125 和 1320 kg/m3, 重力加速度向下 g=9.81 m/s2。bc 點高程差 1.8 m,cd 點高程差 1.2 m,de 點 高程差 2 m,ef 點高程差 2 m。(20 分)
三、如下圖所示,鉸支承 A 點與鉸支承 E 點之高程差為 6 m,由四段可忽略自重的纜索連接起來,B、C、D 為鉸接,已知 C 點低於 A 點,高程差為 1.5 m,試求 B 點與 A 點的高程差,D 點與 A 點的高程差,以及纜索中的最大斜率和最大張力。 (20 分)
四、剛體均質薄板 ABCD(500 mm✖200 mm)如下圖所示,質量 9 kg。AE 與 DF 為剛體桿件(可忽略質量),桿長均為 150 mm,均以鉸接方式與 薄板和支承結合。當繩索 BH 被切斷的瞬間,試求薄板之加速度和 AE 與 DF 桿件之內力。假設重力加速度向下 g = 9.81 m/s2。(20 分)
五、如下圖所示,此樑於 c 點承受一集中載重,試求所有的支承反力,以及樑之位移與傾角與座標軸 x 的函數關係。假設楊氏模數 E = 200 GPa,矩 形截面積,樑寬 20 cm,樑深 30 cm。(20 分)