國營聯招 機械應用力學、材料力學101 年第 34 題單選題
【圖 14】板厚 t,鉚釘直徑 d,拉力 P,每根鉚釘所受之平均剪應力為:
Adt2F正確答案
Bπd22F正確答案
CπdF正確答案
Dπdt2F正確答案
A、B、C、D正確答案
本題官方公告正解為ABCD(全對,可能為特殊配分或題目資訊不全所致),鉚釘剪應力公式應為 τ=P/A=4F/(πd²)(單剪)或除以鉚釘數量調整。
為什麼答案是 A、B、C、D
官方公告本選項為正解。就公式形式而言,2F/(dt) 較類似板材承壓應力(bearing stress)公式,非典型剪應力公式,但依題目設定(可能圖14有特殊接合方式,如雙鉚釘或特殊受力狀態)而成立。
考點:承壓應力公式考點:剪應力公式變形考點:因次檢核疑點考點:混合應力概念
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完整詳解
Pro · 無限重點 本題官方公告正解為ABCD(全對,可能為特殊配分或題目資訊不全所致),鉚釘剪應力公式應為 τ=P/A=4F/(πd²)(單剪)或除以鉚釘數量調整。
鉚釘剪應力=剪力/剪面面積,單剪面積為 πd²/4,故單根鉚釘剪應力=4F/(πd²);本題四個選項均標為正解,屬特殊公告狀況,考生應以官方公告為準。
逐選項分析
A承壓應力公式✓ 正確
官方公告本選項為正解。就公式形式而言,2F/(dt) 較類似板材承壓應力(bearing stress)公式,非典型剪應力公式,但依題目設定(可能圖14有特殊接合方式,如雙鉚釘或特殊受力狀態)而成立。
B剪應力公式變形✓ 正確
官方公告本選項為正解。2F/(πd²) 型式接近於雙剪狀態下的剪應力公式(單剪為4F/πd²,此為其半,可能對應題目中F為半力或雙剪面均攤情況)。
C因次檢核疑點✓ 正確
官方公告本選項為正解。F/(πd) 因次上不完全符合應力(力/面積)之標準形式,可能為題目圖14給定之特殊幾何條件下簡化式,或與板厚t有特定關係使t被消去。
D混合應力概念✓ 正確
官方公告本選項為正解。2F/(πdt) 型式亦不符合標準鉚釘剪應力公式(標準為4F/πd²,與板厚t無關),可能是題目將剪應力與承壓應力概念混合出題,或圖14另有幾何限制。
鉚釘接合常考應力公式對照
| 應力類型 | 公式 | 適用情境 | 備註 |
|---|
| 單剪剪應力 | τ = 4F/(πd²) | 單一剪切面 | 最常見鉚釘破壞模式 |
| 雙剪剪應力 | τ = 2F/(πd²) | 雙剪切面(疊接板) | 剪力由兩面分攤 |
| 承壓應力 | σ_b = F/(dt) | 鉚釘與板孔接觸面 | 與板厚t、直徑d相關 |
| 拉應力(板) | σ = F/((b-d)t) | 板淨面積受拉 | 扣除孔徑後淨寬 |
本題四選項公告全對,但依材料力學標準公式,鉚釘剪應力應為4F/(πd²)(單剪),四個選項均與此標準式不完全相符,可能因原題圖14含特殊接合幾何條件(如多鉚釘群或複合受力),導致官方公告特殊配分結果,考生應理解剪應力與承壓應力公式差異為考點核心,不宜死記本題結果。