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112 年第 23 題單選題
有一鋁合金中空管如圖所示之內徑及外徑大小,承受一扭矩作用 4.0 kN-m,試求最大之扭矩應力:
A38.5 MPa
B43.2 MPa
C58.2 MPa正確答案
D63.4 MPa
C正確答案
中空圓管扭矩應力:τ = T·c / J,外徑80mm內徑60mm,J = π(c_o⁴ - c_i⁴)/2,代入T=4kN·m算得最大剪應力58.2 MPa。
為什麼答案是 C
正確答案。由圖截面:外徑d_o=80mm→c_o=40mm,內徑d_i=60mm→c_i=30mm。J=π(c_o⁴-c_i⁴)/2=π(40⁴-30⁴)/2×10⁻¹² =π(2560000-810000)/2×10⁻¹²=π×875000×10⁻¹²≈2.749×10⁻⁶ m⁴。τ_max=T·c_o/J=4000×0.04/2.749×10⁻⁶≈58.2 MPa。
考點:剪應力位置錯誤考點:極慣性矩計算誤差考點:扭矩公式正確應用考點:空心vs實心截面混淆