國營聯招 土木應用力學、材料力學112 年第 50 題單選題考點:漏算剪應力項考點:應變能密度完整公式
一材料點之應力狀態 σxx = 50 MPa,σyy = -50 MPa,τxy = -20 MPa,材料之彈性模數 E = 280 GPa,剪力模數 G = 100 GPa,試求其應變能密度(N/m²)為何?
A1.1×10⁴
B1.45×10⁴正確答案
C2.9×10⁴
D4.35×10⁴
B正確答案
二維應力狀態下,應變能密度 = 正向應力項 + 剪應力項,需分別除以 E 和 2G 後疊加計算。
逐選項解析
A1.1×10⁴漏算剪應力項✕ 易錯陷阱
約等於只計算正向應力貢獻而忽略剪應力項,或ν取值錯誤時容易得到此結果,屬漏算陷阱。
B1.45×10⁴應變能密度完整公式✓ 正確
ν = E/(2G)-1 = 280/(2×100)-1 = 0.4;u = (50²+(-50)²-2×0.4×50×(-50))/(2×280×10³) + (-20)²/(2×100×10³) = (2500+2500+2000)/560000 + 400/200000 = 7000/560000 + 400/200000 = 0.0125 + 0.002 = 0.0145 MPa = 1.45×10⁴ N/m²。
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