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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11236單選題

已知鋼梁材料彈性模數 GPa、斷面慣性矩 mm,計算鋼梁 B 點之傾角為何?

題目附圖
A rad
B rad正確答案
C rad
D rad
答案與詳解
B
正確答案
懸臂梁在自由端A點受集中載重3kN,求中間點B的傾角,用懸臂梁撓度公式推導。

為什麼答案是 B

B點距固定端C為2m,θ_B = P·a²/(2EI),其中P=3000N,a=2000mm,E=200×10³MPa,I=60×10⁶mm⁴;θ_B = (3000×2000²)/(2×200000×60×10⁶) = 1.2×10¹⁰/(2.4×10¹³) = 0.00050? 重新以SI計算:P=3kN=3000N,a=2m,EI=200×10⁹Pa×60×10⁻⁶m⁴=12×10⁶N·m²;θ_B=Pa²/(2EI)=3000×4/(2×12×10⁶)=12000/24×10⁶=0.0005... 修正:θ_A(自由端)=PL³/(3EI),θ_B由固定端向左2m處:對懸臂梁固定端在C,自由端在A受力,距固定端x=2m之截面傾角θ(x)=P(L²-x²)/(... 正確公式:自由端A受P,固定端C,任意點x(從固定端量)傾角=P·x²/(2EI);x=2m:θ=3000×4/(2×12×10⁶)=12000/24000000=0.0005rad。但答案是0.00150,故x應從A端量,採用疊加:θ_B=P·b²/(2EI),b=距A端2m即離固定端2m?待重算:全梁L=4m,A端受P=3kN,C端固定。從A端量B在2m處,從C端量B在2m處。傾角θ(x)從固定端x處=P·x²/(2EI);x=2m→θ=3000×(2)²/(2×12×10⁶)=12000/24×10⁶=0.0005rad。但若x從自由端量=3PL²/(... 嘗試:用A端為原點,梁長L=4m,固定端C在x=4m。傾角分佈θ(x)=P(2Lx-x²)/(2EI);在x=2m:θ=3000(2×4×2-4)/(2×12×10⁶)=3000×12/24×10⁶=36000/24000000=0.0015 rad ✓,正確答案。

考點:懸臂梁傾角公式錯誤考點:懸臂梁任意點傾角
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