國營聯招 機械應用力學、材料力學114 年第 36 題單選題
有一平面應力之莫爾圓如右圖所示,其中A點代表x面(θ = 0°)之應力狀態,B點代表y面(θ = 90°)之應力狀態,C點為圓心,下列敘述何者有誤?
A最大主應力為28 MPa
B此平面應力為雙軸應力
C最大剪應力為17.5 MPa
DC點座標為(10, 0)正確答案
D正確答案
莫爾圓圓心=(σmax+σmin)/2;由主應力28與半徑(最大剪應力)17.5可推出圓心為10.5,非10,故D有誤。
為什麼答案是 D
圓心=最大主應力−半徑=28−17.5=10.5,座標應為(10.5,0)而非(10,0),此即有誤選項。
考點:最大主應力考點:雙軸應力考點:最大剪應力考點:圓心座標
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完整詳解
Pro · 無限重點 莫爾圓圓心=(σmax+σmin)/2;由主應力28與半徑(最大剪應力)17.5可推出圓心為10.5,非10,故D有誤。
圓心=最大主應力−半徑=28−17.5=10.5,所以C點座標(10.5,0),D寫(10,0)錯。
逐選項分析
A最大主應力✕
最大主應力=圓心+半徑,依題設條件為28 MPa,敘述正確。
B雙軸應力✕
兩主應力分別為正(28)與負(−7),皆非零,屬雙軸應力狀態,正確。
C最大剪應力✕
最大剪應力=莫爾圓半徑=(28−(−7))/2=17.5 MPa,敘述正確。
D圓心座標✓ 正確
圓心=最大主應力−半徑=28−17.5=10.5,座標應為(10.5,0)而非(10,0),此即有誤選項。
莫爾圓關鍵量對照
| 物理量 | 公式 | 本題數值 |
|---|
| 圓心 C | (σmax+σmin)/2 | 10.5 MPa |
| 半徑 R = τmax | (σmax−σmin)/2 | 17.5 MPa |
| 最大主應力 σmax | C + R | 28 MPa |
| 最小主應力 σmin | C − R | −7 MPa |
陷阱在於把圓心座標誤記成整數10。實際上圓心=最大主應力減半徑=28−17.5=10.5,最小主應力為−7。考生若沒回頭用半徑反推圓心,容易被(10,0)這種看似合理的整數答案誤導而放過D。