國營聯招 機械應用力學、材料力學101 年第 54 題單選題
承第51題,AC軸最大扭轉剪應力為:
A32.9 MPa正確答案
B35.9 MPa
C37.9 MPa
D39.9 MPa
A正確答案
AC軸最大扭轉剪應力計算,需先從第51題取得扭矩值,再代入τ=Tc/J公式求解,答案為32.9 MPa。
為什麼答案是 A
正解。依第51題AC軸扭矩值代入τ=16T/(πd³),計算結果為32.9 MPa,單位換算正確。
考點:扭轉剪應力考點:軸段扭矩混用考點:單位換算錯誤考點:扭矩取值錯誤
載入中…
完整詳解
Pro · 無限重點 AC軸最大扭轉剪應力計算,需先從第51題取得扭矩值,再代入τ=Tc/J公式求解,答案為32.9 MPa。
扭轉剪應力公式:τ_max = T·c / J = 16T / (π·d³),將AC段扭矩代入,注意單位換算MPa。
逐選項分析
A扭轉剪應力✓ 正確
正解。依第51題AC軸扭矩值代入τ=16T/(πd³),計算結果為32.9 MPa,單位換算正確。
B軸段扭矩混用✕ 陷阱
35.9 MPa為常見錯誤值,可能誤用了BC段扭矩或混用了不同軸段直徑代入計算。
C單位換算錯誤✕
37.9 MPa偏差較大,可能因未正確換算扭矩單位(N·mm)或直徑(mm)而導致誤差。
D扭矩取值錯誤✕
39.9 MPa為最大錯誤值,可能誤將總扭矩(而非AC段扭矩)代入,或截面幾何計算有誤。
圓軸扭轉剪應力公式對照
| 截面形狀 | 最大剪應力公式 | 說明 |
|---|
| 實心圓軸 | τ_max = 16T / (π·d³) | d為直徑,T為扭矩 |
| 實心圓軸(極矩) | τ_max = T·c / J,J = πd⁴/32 | c = d/2,等效寫法 |
| 空心圓軸 | τ_max = T·c_o / J,J = π(d_o⁴-d_i⁴)/32 | c_o為外半徑 |
本題為系列題(承第51題),最常見錯誤是①誤取BC段扭矩代入AC段計算,②忘記將扭矩單位由N·m換算為N·mm再除以mm³得MPa,③混淆半徑c與直徑d的關係(c=d/2),導致結果差4倍或2倍。務必確認使用AC段扭矩與對應直徑。