大地工程技師高等考試-大地工程技師考試分階段考試(第一階段考試)材料力學111 年第 7 題單選題
一埋置於土壤內的金屬管,其材料的彈性模數為 E,管的長度為 L,斷面積為 A。欲將此管拉拔出土壤,需要於管頂施加拉力 P。假設土壤與管的摩擦力由 B 點的 0,線性遞增至 C 點的 fmax,則在金屬管與土壤不發生滑動(slip)的前提下,金屬管最大的變形量為何?
A3AEfmax2L正確答案
B2AEfmax2L
C6AEfmax2L
D4AEfmax2L
A正確答案
本題考查受分佈軸向力構件的變形量。當摩擦力呈線性分佈且在遠端(底部)最大時,積分求得的變形量公式係數為 1/3。
逐選項解析
Bfmax²L/(2AE)✕ 易錯陷阱
係數 1/2 為摩擦力呈「均勻分佈」(各處皆為常數 $f$)時的變形量結果。
Cfmax²L/(6AE)✕ 易錯陷阱
係數 1/6 為摩擦力在「頂部最大、底部為零」(即集中於近端)時的變形量結果。
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