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應用力學、材料力學103 年第 31 題單選題考點:軸向符號錯考點:體積應變係數錯

有一長40 cm直徑10 cm之實心鋼柱,兩端受30 tf之中心拉力,圓周表面則受150 kgf/cm²之均佈壓力,彈性模數E為 kgf/cm²,蒲松比v為0.3,則此鋼柱的體積變化量約為何?

A-0.12 cm³
B-0.07 cm³
C0.05 cm³正確答案
D0.15 cm³
答案與詳解
C
正確答案
三向應力下用體積應變公式 e=(σx+σy+σz)(1-2ν)/E,疊加軸向拉力與側向壓力後乘原體積得 ΔV

逐選項解析

A-0.12 cm³軸向符號錯✕ 易錯陷阱
得到較大負值(體積縮小)。此錯誤源於把軸向拉力也算成壓縮,或漏掉軸向拉力的正貢獻,使 Σσ 變成大負值,方向與正解相反。
B-0.07 cm³體積應變係數錯✕ 易錯陷阱
得到偏小負值。常見於忘記乘 (1−2ν) 或誤用單一方向虎克定律,未正確以三向應力和計算體積應變,數量級與符號皆偏差。
C0.05 cm³✓ 正確
D0.15 cm³✕ 錯誤

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