所屬科目:靜力學與材料力學
一、圖一中,木箱及輪子的質量分別為 80 kg 及 30 kg 。設木箱與地面的最大 靜摩擦係數為 μ sc = 0.25 ,輪子與地面的最大靜摩擦係數為 μ sA= 0.5 ,求 產生臨界運動之最小力 P = ?又,設木箱與地面的最大靜摩擦係數μ sc 還 是 0.25 ,若臨界運動時,欲使木箱及輪子皆為滑動,則輪子與地面的最 大靜摩擦係數為 μ sA = ?(25分)
二、圖二(a)所示之實心圓桿 AB,其長 L = 400 mm,直徑 d = 16 mm。圓桿 AB 受到拉力 P = 60 kN 作用,若實心圓桿 AB 之應力應變關係為: 若圓桿 AB 之楊氏模數 E = 124 GPa ,求 0.2% 偏差降伏應力(offset yield stress)σ y (參考示意圖二(b)) ;當拉力 P = 60 kN 作用時,圓桿 AB 之伸 長量 δ = ?又,卸載後,圓桿 AB 之永久伸長量 δ P = ?(25分)
三、圖三(a)所示之薄壁管 AB 受扭矩 T 作用,薄壁管 AB 的長 L =0.5 m ,其 截面為厚度 t = 5 mm,半徑 r = 50 mm 之薄壁圓管,如圖三(b)所示。已知 薄壁圓管 AB 之剪應力τ = 60 MPa ,剪力模數 G = 30 GPa ,求:扭矩 T 及 B 點之扭轉角 φ B (單位以度表之) 。又,若薄壁圓管的底座(截面 A)是 用6根直徑為 d b 之錨釘拴緊,錨釘的位置距截面圓心為 r0 = 70 mm 處,如 圖三(c)所示,若毎根錨釘之允許剪應力 (τ b ) allow = 48 MPa ,求每根錨釘之 最小直徑 d b 。(25分)
四、圖四之梁 AB 及梁 BCD 於 B 點用鉸接連接,於 CD 段受到均布載重作 用,梁 AB 及梁 BCD 之撓曲剛度皆為 EI ,求 B 點的撓度 δ B 、C 點旋轉 角θ C 、D 點撓度 δ D 及 D 點旋轉角θ D 。(請標示方向) (25分)