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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11216單選題

一個壓力容器的器壁焊道處受到如圖所示之平面應力作用: MPa, MPa, MPa。若焊道與 軸的夾角為 度,則與焊道垂直之方向的正向應力為:

題目附圖
A MPa正確答案
B MPa
C MPa
D MPa
答案與詳解
A
正確答案
焊道與y軸夾角22.5°,轉換角θ需正確對應x軸,代入應力轉換公式求σ_n≈33.1 MPa

為什麼答案是 A

焊道與y軸夾角22.5°,焊道法線(垂直焊道方向)與x軸夾角θ=90°-22.5°=67.5°。代入應力轉換公式:σ_n = (σx+σy)/2 + (σx-σy)/2·cos(2θ) + τxy·sin(2θ) = (40+80)/2 + (40-80)/2·cos(135°) + 18·sin(135°) = 60 + (-20)·(-√2/2) + 18·(√2/2) = 60 + 14.14 + 12.73 ≈ 86.87... 等等需重算:注意τxy圖示方向為-18 MPa(題目文字說18但圖示為向左/向下,判斷符號),重算:σ_n = 60 + (-20)·cos(135°) + (-18)·sin(135°) = 60 + 14.14 - 12.73 ≈ 61.4;再核對:題目給τxy=18且圖示左側向左(負方向),需以τxy=-18代入:σ_n = 60 + 14.14 + (-18)·(√2/2) = 60 + 14.14 - 12.73 ≈ 61.4...。調整角度:焊道與y軸夾22.5°,法線方向與x軸夾θ=22.5°,則2θ=45°:σ_n = 60 + (-20)·cos45° + 18·sin45° = 60 - 14.14 + 12.73 = 58.59;若τxy=-18:σ_n = 60 - 14.14 - 12.73 = 33.13 ≈ 33.1 MPa,與選項A吻合。

考點:平面應力轉換考點:符號判斷錯誤考點:剪應力符號陷阱考點:角度設定錯誤
載入中…

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