國營聯招 土木應用力學、材料力學111 年第 3 題單選題
如右圖所示,一承受軸向力之桿件,其斷面為鋼與鋁組成之方形斷面,A端固定,B端自由並覆蓋一片剛性板施以軸向力P,若鋼的彈性模數為210 GPa,鋁的彈性模數為70 GPa,當P=20 kN時,鋼與鋁分擔之軸力值之比值 (P鋼/P鋁) 為何?
D正確答案
複合材料桿件受軸向力時,內力分配與彈性模數成正比。鋼E為鋁3倍,若面積相同則力比為3;本題正解9.0暗示鋼面積為鋁3倍。
逐選項解析
A1.0✕ 錯誤
此選項對應兩材料「剛度完全相同」之情形。僅當 E鋼A鋼 = E鋁A鋁 時成立,但題目給定 E鋼=3E鋁,除非鋁面積是鋼的3倍,否則不可能為1.0。
B3.0✕ 易錯陷阱
這是最大陷阱!考生只記得「應力與E成正比」或「力與E成正比」,卻忘記乘上面積A。若假設兩者斷面積相同,算出比值為3.0即會誤選此項。
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