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工程力學(含靜力學、動力學與材料力學)
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105年 - 105 身心障礙特種考試_三等_機械工程:工程力學(包括靜力學、動力學與材料力學)#50150
> 申論題
題組內容
二、如圖二所示重 W 之物體靜置於牆壁頂端,一柔軟繩索繫於其上,繩索另一端固定於 牆邊,已知繩索材質均勻斷面積為 A,楊氏係數為 E,長度為 L,且可完全的伸展開 來。輕推物體使其滑出牆邊而掉落,假設物體重 W=0.025 AE,繩索長度 L=20 m,重 力加速度值為 g=9.81 m/s
2
。試求:
⑴物體掉落過程中最大速率為何?(10 分)
相關申論題
⑵繩索最大伸長量為何?(10 分)
#177509
⑶若定義繩索最大伸長量與靜態平衡伸長量比值為沖擊因子(impact factor) ,則其沖 擊因子為何?(5 分)
#177510
⑵圖四為 AC 柱在紙面上之彎曲變形時,中點 B 處多了側向支撐,而在垂直紙面方向 之彎曲變形時,只有兩端拼接並無其他支撐,柱斷面 X-X 如圖五所示為矩形斷面, b 試求比值 應為何才能使兩方向之彎曲臨界載重相等?(10 分)
#177512
⑴鐵環與地面所需之最小靜摩擦係數為何?(15 分)
#177513
⑵此時鐵環角加速度為何?(5 分)
#177514
⑴若你是一位工程師,當發現一部機器的螺栓斷裂,請說明你如何從斷裂的表面判 斷造成螺栓破壞的原因是由於靜載荷(Static loading)還是變動載荷(Variable loading)(10 分) 。
#177515
⑵受到純扭矩的圓軸常會採用何種設計方法以減輕轉軸的重量,並說明其理由。 (10 分)
#177516
二、一根以延性材料製成的機械元件,令該延性材料之降伏強度為 S y ,且它受到靜態負 荷所產生的應力狀態為平面應力σ x ,σ y ,τ xy ,工程師應如何判斷該圓棒元件是否安 全,說明其理論依據與判斷過程。 (20 分)
#177517
三、工程師選用一根以線徑為 3 mm 琴鋼絲所捲成之螺旋壓縮彈簧,其外徑為 33 mm,有 效圈數為 12 圈,琴鋼絲的剛性模數 G 為 79.3 × 103 MPa。工程師發現雖然該螺旋壓縮 彈簧的彈簧常數(k)為所求,但外徑卻太大,必須變更設計將外徑改為 28 mm,試 求該壓縮彈簧的彈簧常數以及該壓縮彈簧的線徑應改成多少才能使彈簧常數不變。 (20 分)
#177518
四、一根碳鋼製的機械元件,已知其極限拉伸強度(Ultimate tensile strength)為 Sut ,降 伏強度(Yielding strength)為 S y ,持久限(Endurance limit)為 S e ;該機械元件受到 變動週期應力的作用,變動應力的最大應力為 σ max ,最小應力為 σ min ,若已知疲勞 表面修正因數為 K1,疲勞尺寸修正因數為 K2,應力集中因數為 K3,其餘的修正因數 皆為 1,試問工程師如何運用上述資料計算出該機械元件的安全係數。( 20 分)
#177519
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