國營聯招 土木應用力學、材料力學101 年第 31 題單選題考點:變形幾何合成考點:面積計算錯誤
【圖 13】BC 鋼線直徑 d=1/8 吋,AB 木支柱斷面為 1 平方吋,垂直力 P=400 lb,B 點之橫向位移為何?(鋼線彈性係數 Es=30×106psi ,木材彈性係數 Ew=1.5×106psi )
A0.029 in正確答案
B0.039 in
C0.047 in
D0.057 in
A正確答案
BC鋼線受拉、AB木柱受壓,分別計算軸向變形後,透過B點的變形幾何相容關係合成水平位移,答案約0.029 in。
逐選項解析
A0.029 in變形幾何合成✓ 正確
正確流程為:先以節點B平衡求出BC鋼線拉力F_BC=500 lb、AB木柱壓力F_AB=300 lb;再算δ_BC=F_BC·L_BC/(A_BC·E_s)與δ_AB=F_AB·L_AB/(A_AB·E_w);最後將兩桿軸向變形依各自方向餘弦合成至水平方向,得B點橫向位移≈0.029 in,故A為正解。
B0.039 in面積計算錯誤✕ 易錯陷阱
0.039 in是常見陷阱值。多因BC鋼線截面積誤用 d²=(1/8)²=0.0156 in² 而非正確的 π/4×d²≈0.01227 in²,導致變形量偏差後合成結果偏大。
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