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國營聯招 土木應用力學、材料力學11123單選題

如右圖所示,一圓管剖面,已知圓管厚度為t,圓管厚度中心到圓管中心之半徑為r,則該圓管的斷面極慣性矩為何?

題目附圖
Aπ²rt(r²+4t²)
Bπ²rt(r²+2t²)
Cπ²rt(4r²+t²)正確答案
Dπ²rt(4r²+2t²)
答案與詳解
C
正確答案
薄壁圓管極慣性矩:外徑=(r+t/2)、內徑=(r-t/2),用J=π(R⁴-r_i⁴)/2展開後取薄壁近似,得J=πrt(4r²+t²)/2。

為什麼答案是 C

正確解:J=π/2[(r+t/2)⁴-(r-t/2)⁴],利用a⁴-b⁴=(a²+b²)(a+b)(a-b)展開,a=r+t/2,b=r-t/2,a+b=2r,a-b=t,a²+b²=2r²+t²/2,因此J=π/2·(2r²+t²/2)·(2r)·t = πrt/2·(4r²+t²),吻合選項C。

考點:展開係數錯誤考點:展開項錯誤考點:極慣性矩薄壁圓管考點:展開係數多乘
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