國營聯招 機械應用力學、材料力學113 年第 14 題單選題
如右圖所示之簡支梁,其上受一均佈負載1000 lb / ft,此時梁本身之重量可忽略不計,兩支撐點之距離為6 ft,此梁之斷面為矩形,寬為8 in,高為10 in,試求最大之剪應力為何?
A30.2 psi
B44.6 psi
C56.3 psi正確答案
D60.4 psi
C正確答案
簡支梁受均佈負載,最大剪力在端點,矩形斷面最大剪應力為平均剪應力的1.5倍。
為什麼答案是 C
正確。最大剪力V=3000 lb,矩形斷面最大剪應力=1.5×(3000/80)=56.25 psi,四捨五入為56.3 psi。
考點:計算錯誤考點:公式誤用考點:矩形最大剪應力考點:剪力計算
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完整詳解
Pro · 無限重點 簡支梁受均佈負載,最大剪力在端點,矩形斷面最大剪應力為平均剪應力的1.5倍。
矩形斷面最大剪應力公式為1.5V/A,先求端點最大剪力V=wL/2=3000 lb,代入面積80 in²即可秒解。
逐選項分析
A計算錯誤✕
數值不符,可能是計算剪力或面積時發生錯誤,未掌握矩形斷面剪應力係數。
B公式誤用✕
數值不符,可能誤用圓形斷面係數(4/3)或其他錯誤公式計算所致。
C矩形最大剪應力✓ 正確
正確。最大剪力V=3000 lb,矩形斷面最大剪應力=1.5×(3000/80)=56.25 psi,四捨五入為56.3 psi。
D剪力計算✕
數值不符,可能將均佈負載總重直接當作剪力,或未除以2導致剪力算錯。
常見斷面最大剪應力係數
| 斷面形狀 | 最大剪應力公式 | 係數 |
|---|
| 矩形 | 1.5 × (V / A) | 1.5 |
| 圓形 | 4/3 × (V / A) | 1.33 |
| 薄壁圓管 | 2.0 × (V / A) | 2.0 |
考生常將最大彎矩位置(跨距中央)與最大剪力位置(支撐點)混淆。求最大剪應力必須先找出最大剪力,簡支梁受均佈載重時,最大剪力發生在兩端點而非中央。