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109 年第 38 題單選題
如下圖所示之桿件 AB 之撓曲剛度 EI 為常數,A 處旋轉彈簧之勁度為 k=L3EI。若其最小臨界(挫屈)載重可表示為 Pcr=K⋅L2EI,請判斷 K 應落在何區間?
A0∼0.5
B0.5∼0.699
C0.699∼1正確答案
D1∼2
C正確答案
桿件B端為固定端(pin支承,無轉動但可平移受限),A端為旋轉彈簧支承,需列穩定方程式求K值,答案落在0.699~1區間。
為什麼答案是 C
由穩定方程式:B端pin(上端,圖中可見pin支承符號),A端旋轉彈簧k=3EI/L。設挫屈角θ,彎矩平衡給出 tan(μL)=μL·EI/(kL²+EI) 形式的特徵方程式,數值解得K≈(π/KL)²/π²,最終K≈0.77,落在0.699~1區間。
考點:挫屈有效長度考點:彈簧勁度影響考點:旋轉彈簧穩定方程考點:Pin-Pin基本挫屈