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技師◆材料力學
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104年 - 104年高等三級暨普通考高考三級_土木工程#24923
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題組內容
三、一均勻斷面且長度甚長的鋼纜置於水平的剛性地面如圖三(a)所示,鋼纜的彈性模數為 E,斷面慣性矩為 I,每單位長度的重量為 w。在鋼纜 A 端施加一向上的 P 力,使鋼纜一部分被拉起,如圖三(b)所示,其中 A 點和 B 點間為被拉離地面的部分,假設 δ << x。試求:
⑴ AB 之間的距離 x。(12 分)
相關申論題
⑴橡膠延軸向、環向及厚度方向的正向應力。(15 分)
#33093
⑵橡膠的單位體積變化量。(10 分)
#33094
⑵ A 點的變位量 δ(列出與 w 及 x 的關係)。(13 分)
#33096
⑴當 P = 6 kN 時,試求此懸臂梁的最大正向應力σ max及最大剪應力 τmax 。(10 分)
#33097
⑵當 P 漸漸增加,此懸臂梁開始因張應力承受能力不足而出現裂紋時,則此時裂紋 的位置及方向為何?請以簡圖表示。(7 分)
#33098
⑶當 P 漸漸增加,此懸臂梁開始因剪應力承受能力不足而出現裂紋時,則此時裂紋 的位置及方向為何?請以簡圖表示。(8 分)
#33099
四、一水平鋼梁由一中間梁與兩側之短懸臂所組成,三者以鉸連接,且具有相同之矩形斷面,梁寬 b = 100 mm,梁深 h = 400 mm,其長度由左 至右,分別為 L1 = 800 mm,Lc = 2000 mm,L2 = 1000 mm。材料彈性 係數為 E = 200000 MPa。如果於中間梁之跨中央處施予一集中彎矩 。試繪出全梁(包括中間梁與兩側之短懸臂) M = 2 × 107 N·mm(圖 4) 之剪力圖與彎矩圖,並計算施加集中彎矩處之梁位移量與傾斜角。軸向 變形與梁自重皆可忽略。(25 分)
#557342
三、兩斷面相同之橫梁相互對向以懸臂方式固定於兩側剛性牆上(圖 3a),原長 L = 500 mm,斷面積 A = 50 mm2,在環境溫度為 T0 = 20℃的情況下, 兩梁中間隔著一個大小為δ = 0.1 mm 的間隙。左、右梁分別由材料 a 與材料 b 所製成,此二材料皆為雙線性彈塑性材料,在其應力-應變曲線中(示意如圖 3b),第一段斜率為 E1a = 200 GPa、E1b = 100 GPa,第二段斜率為 E2a = 20 GPa、E2b = 10 GPa;降伏點為σya = 200 MPa、σyb = 100 MPa;假設熱膨脹係數為常數,αa = 1.0 × 10-5 (1/℃)、αb = 1.6 × 10-5 (1/℃),試繪出溫度升高與梁內軸力之關係曲線。梁自重與端點效應可忽略不計。 (25 分)
#557341
二、一曲臂懸臂梁如圖 2 所示,其中,節點以英文字母 a、b、c、d 編號,梁則以數字 1、2、3 編號,各段梁長為 L1 = 1000 mm、L2 = 500 mm、 L3 = 250 mm,斷面為均勻實心圓,其半徑為 r = 10 mm,材料為結構鋼, 其彈性係數 E = 200000 MPa,柏松比ν = 0.25,剪力係數 G = 80000 MPa, 現於梁自由端之 x 與 y 方向施加集中力,分別為 Px = 120 N、Py = 100 N, 試繪出三段梁之自由體圖,請清楚標示其點位、受力大小與方向,力量可以單箭頭表示,力矩以圓弧箭頭或依據右手定則之雙箭頭表示皆可。 計算整個曲梁之最大法向應力σmax 與最大法向應變εmax,並指明其發生之點位。梁自重與端點接頭效應可忽略不計。(25 分)
#557340
一、等肢角鋼斷面如圖 1 所示,試求此斷面之幾何中心 GC.位置<Cx,Cy>,並 計算此斷面之面積二次慣量 Ixx、Iyy、Ixy。就一旋轉θ角度的座標而言, 其面積二次慣量 Ix'x'、Iy'y'、Ix'y'之主值以及與其對應之主軸角為何?其中, L = 0.150 m、t = 0.015 m。(25 分)
#557339
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