國營聯招 土木應用力學、材料力學104 年第 41 題單選題考點:Bredt公式分母誤用考點:Bredt薄壁扭轉
如右圖所示,薄壁管斷面壁厚皆為6 mm,承受一扭矩T=4 KN–m作用,試求壁中剪應力大小為何?
A32.83 MPa
B65.67 MPa正確答案
C98.5 MPa
D131.32 MPa
B正確答案
薄壁封閉截面扭轉用Bredt公式:τ = T/(2·A_m·t),A_m為壁厚中線圍成面積,t為壁厚,本題答案約65.67 MPa。
逐選項解析
A32.83 MPaBredt公式分母誤用✕ 易錯陷阱
32.83 MPa約為正解的一半。若誤把中線面積取成外框面積且額外又重複乘係數,或將公式寫成τ=T/(4·A_m·t)等誤用,會得到偏小的結果。此選項為「分母錯誤放大」造成應力偏小的陷阱。
B65.67 MPaBredt薄壁扭轉✓ 正確
正確使用Bredt公式。中線面積A_m=(100-6)×(60-6)=94×54=5076 mm²;τ=T/(2·A_m·t)=4×10⁶/(2×5076×6)=4,000,000/60,912≈65.67 MPa,為正解。
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