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113 年第 38 題單選題
試求如圖柱之挫屈載重:
A43(kL)2π2EI
B(kL)2π2EI
C45(kL)2π2EI正確答案
D23(kL)2π2EI
C正確答案
剛體柱底部鉸接、兩個彈簧各在L/2與L處,用靜力平衡法對挫屈形態取矩求臨界載重Pcr = (5/4)·π²EI/(kL)²,但此題為剛體彈簧系統,直接以能量/靜力法求解。
為什麼答案是 C
剛體柱傾斜角θ:上方彈簧(在L處)變形量=Lθ,力=kLθ,力矩=kL²θ;下方彈簧(在L/2處)變形量=(L/2)θ,力=k(L/2)θ,力矩=k(L/2)²θ=(kL²/4)θ。回復力矩總和=(kL²+kL²/4)θ=(5/4)kL²θ。挫屈條件:P·L·θ=(5/4)kL²θ,故Pcr=(5/4)kL。
考點:彈簧力矩漏算考點:單彈簧誤用考點:剛體柱挫屈靜力法考點:力矩計算錯誤