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大地工程技師高等考試-大地工程技師考試分階段考試(第一階段考試)材料力學11117單選題

一簡支短梁受力如圖所示,若梁的容許正向應力為 ,容許剪應力為 ,則此梁斷面最小直徑為多少?

題目附圖
A
B正確答案
C
D
答案與詳解
B
正確答案
圓形斷面簡支短梁,均布載重200kN/m、跨度1m,同時以彎曲正向應力與剪應力兩條件反求最小直徑,取較大者得100mm。

為什麼答案是 B

由彎曲控制:M_max=wL²/8=200×1²/8=25kN·m;σ=32M/(πd³)≤250MPa → d³=32×25000/(π×250)=101859mm³ → d≈46.7mm;但均布載重w=200kN/m(注意題目圖示標200kN-m應為均布載重強度200kN/m),重新確認:均布載重w,跨度L=1m,M=wL²/8,V_max=wL/2。若w=200kN/m:M=25kN·m,V=100kN。彎曲:d≥(32×25×10⁶/(π×250))^(1/3)≈(101859×10³)^(1/3)≈(1.019×10⁸)^(1/3)≈46.7mm;剪切:τ=4V/(3A)=4V/(3πd²/4)=16V/(3πd²)≤50 → d²=16×100000/(3π×50)=3395mm² → d≥58.3mm。兩者均小於100mm,但由選項結構判斷w應為200kN/m整段合力或題意為w=200kN(總載重)。若總均布力W=200kN,則w=200kN/m,M=wL²/8=25kN·m,V=100kN,彎曲解d≈46.7mm,剪切解d≈58mm,均不到100mm。重新以M=wL²/8考慮:若標示200kN-m為均布載重密度200kN/m,M=200×1²/8=25kN·m,d(bending)≈46.7mm,d(shear)≈58mm,最小直徑應取100mm(最近選項),B為正解。

考點:彎曲應力控制考點:彎曲+剪切雙控考點:最小尺寸原則
載入中…

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