國營聯招 機械應用力學、材料力學113 年第 20 題單選題
如右圖所示之ABC梁,在A及B有簡支撐,A為鉸接點,BC為懸出部分,其上受一均佈負載,請問下列何者為其彎曲力矩分布圖?
A正確答案
懸臂端受均佈載重產生負彎矩拋物線,簡支段無載重產生負彎矩斜直線,自由端切線必水平。
為什麼答案是 A
AB段無載重為斜直線,BC段受均佈載重為二次拋物線,且自由端C剪力為零,切線必水平,全圖為負彎矩。
考點:彎矩圖形狀考點:拋物線開口考點:無載重段圖形考點:邊界條件
載入中…
完整詳解
Pro · 無限重點 懸臂端受均佈載重產生負彎矩拋物線,簡支段無載重產生負彎矩斜直線,自由端切線必水平。
A端鉸接彎矩為0,AB段無載重為斜直線;BC段均佈載重為拋物線,自由端C剪力為0,彎矩圖切線必水平。
逐選項分析
A彎矩圖形狀✓ 正確
AB段無載重為斜直線,BC段受均佈載重為二次拋物線,且自由端C剪力為零,切線必水平,全圖為負彎矩。
B拋物線開口✕ 陷阱
此圖可能將BC段拋物線開口畫反,或自由端C處切線未水平,不符合均佈載重與自由端邊界條件。
C無載重段圖形✕
此圖可能將AB段無載重區間誤畫為曲線,或錯誤顯示正彎矩,違反無載重段剪力為常數之原則。
D邊界條件✕
此圖可能錯誤顯示A點有非零彎矩,或將懸臂段與簡支段之圖形特徵顛倒,不符合鉸接點邊界條件。
樑之載重與彎矩圖形狀對照
| 區間載重狀況 | 剪力圖(V)形狀 | 彎矩圖(M)形狀 | 邊界或特殊點特徵 |
|---|
| 無載重 | 水平直線 | 斜直線 | 鉸接端或自由端M=0 |
| 均佈載重 | 斜直線 | 二次拋物線 | 剪力為0處M切線水平 |
| 集中力 | 階梯跳躍 | 折角(斜率改變) | 集中力作用點 |
| 集中力矩 | 無變化 | 階梯跳躍 | 力矩作用點M突變 |
自由端C無外力且剪力為零,根據微積分關係,該處彎矩圖斜率必為零(切線水平)。考生常誤將自由端彎矩圖畫成有斜率或開口方向錯誤。