專技高考-建築師建築結構111 年第 7 題單選題
下圖為一鋼結構的梁柱接頭所使用鋼材之拉力試驗結果,於 C 點發生材料斷裂,下列敘述何者正確?
AAB 兩點的應力差異越小越好
BC 點的應變與 A 點越接近,耗能能力越佳
C測試件斷裂後長度除上原來長度為伸長率
DC 點的應變越大延性越佳正確答案
D正確答案
鋼材拉力試驗中,斷裂點 C 的應變越大代表延性越佳,故 (D) 正確。
為什麼答案是 D
C 點為斷裂應變 \(\varepsilon_f\),數值越大代表塑性變形能力越強,延性越佳。
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完整詳解
Pro · 無限重點 鋼材拉力試驗中,斷裂點 C 的應變越大代表延性越佳,故 (D) 正確。
1. 讀圖:σ-ε 曲線中 A 點為降伏點、B 點為極限強度、C 點為斷裂點。
2. 延性定義:材料能承受塑性變形量的大小,常以斷裂時的應變 \(\varepsilon_f\) 衡量。
3. C 點橫坐標越大 → 塑性變形量越大 → 延性越佳 → (D) 正確。
4. (A) AB 之差為應變硬化區間,差異大代表硬化能力佳,並非越小越好。
5. (B) C 與 A 的應變越接近,表示塑性變形小、耗能(曲線下面積)越少,敘述相反。
6. (C) 伸長率 \(=\dfrac{L_f-L_0}{L_0}\times100\%\),並非 \(L_f/L_0\),定義錯誤。
逐選項分析
A✕
AB 為應變硬化段,σ_B−σ_A 反映加工硬化能力,差異適度有助於耗能,並非越小越好。
B✕
耗能能力對應 σ-ε 曲線下方面積;C 與 A 應變越接近代表塑性區越短,耗能反而越差。
C✕
伸長率為 \((L_f-L_0)/L_0\),是長度增量比,非 \(L_f/L_0\)。
D✓ 正確
C 點為斷裂應變 \(\varepsilon_f\),數值越大代表塑性變形能力越強,延性越佳。
鋼材 σ-ε 曲線重點對照
| 特徵點/量 | 意義 |
|---|
| A 點 | 降伏點 (σ_y, ε_y),進入塑性 |
| B 點 | 極限抗拉強度 σ_u |
| C 點 | 斷裂點,對應斷裂應變 ε_f |
| AB 段 | 應變硬化區,反映加工硬化 |
| 延性指標 | ε_f 越大延性越佳,伸長率 = (L_f−L_0)/L_0 |
| 耗能能力 | σ-ε 曲線下面積,塑性段越長越大 |
選項 C 看似熟悉,但伸長率定義為長度增量比 (ΔL/L_0) 而非 L_f/L_0,極易誤判為正確。