高普考題庫
114 年 114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如圖1 由兩圓桿AC 與BC 構成之對稱桁架系統,兩桿件長度皆為1 m,圓形斷面半徑皆為2 cm 。桿件由彈性模數(modulus of elasticity)為200 GPa 之鋼材構成。今於C 點施加一向下100 kN之集中載重P,假設兩桿件仍維持彈性及小變形狀態,且自重可忽略。請問兩桿件各自內力及變形量為何?兩桿件交會之C 點於集中載重施加後位移至何處(請指明方位及量值)?(25 分)A30B∘30∘CP圖1
申論 2如圖2(a)之結構,有一繩固定於B 點,經過E 點之滑輪,另一端受500 N之水平集中拉力作用。水平梁桿件ABCD 由5 cm乘12 cm之矩形斷面構成,斷面強軸平行於地面。忽略繩與滑輪間之摩擦力,以及結構中之應力集中。梁桿件ABCD 內之正剪力與正彎矩定義如圖2(b)所示。請繪出梁桿件ABCD 內之剪力圖及彎矩圖,並求出梁ABCD 內,因彎矩而產生之最大正向應力。(25 分)EP = 500 N4 mABCD3 m3 m3 m圖2
申論 3如圖3 之簡支梁ABC,全長2 m ,於C 點受集中彎矩M100 N作用。此梁材料彈性模數E 與斷面慣性矩I 之乘積為EI500 kN-m2。請依據圖3 所提供之卡式座標系統方位及座標原點,寫出整根梁之變形方程式。(25 分)yMxABCL/2L/2圖3
申論 4圖4 梁之A 端為固定端,B 端支撐於一勁度為k 之垂直向彈簧。梁長L2 m,梁斷面為10 cm 乘10 cm 之正方形斷面。梁材料之彈性模數(modulus of elasticity )為200 Gpa 。今已知該梁桿件每公尺受q1000 N/m(已含自重)之均布載重作用後,B 端之垂直向彈簧產生250 N軸力,請求出該彈簧之勁度k,以及該梁內部因彎矩而產生之最大正向應力。(25 分)AqBkL圖4