110年公務人員特種考試關務人員、身心障礙人員考試及 110年 國 軍 上 校 以 上 軍 官 轉 任 公 務 人 員 考 試 試 題 考 試 別:身心障礙人員考試
等 別:四等考試 類 科:機械工程 科 目:機械力學概要
考試時間: 1 小時 30 分 座號:
※注意: 可以使用電子計算器。
不必抄題,作答時請將試題題號及答案依照順序寫在試卷上,於本 試題上作答者,不予計分。
本科目除專門名詞或數理公式外,應使用本國文字作答。
代號:40930 頁次:3-1
註:1.答題時如需材料性質,請一律用結構用鋼;未註明單位之長度,一 律為 mm。
2.計算過程中,可能需要下列資料(請依一般符號常用之代表意義):
⑴重力加速度:g 9.8 m/s2,計算時得以10.0 m/s2計。
⑵結構用鋼性質:
抗拉強度 400MPa 、降伏強度 250 MPa 、比重 7.8
楊氏係數(彈性模數)E 210,000 MPa、Poisson 比ν 0.3 一、某元件之三維應力元素(僅呈現正面)如圖(1)所示,試以給定之座標回答
下列問題:
寫出該元素之應力矩陣。(10 分)
該應力元素之主應力為何?(10 分)
最大剪應力為若干?(5 分)
圖(1)
單位:MPa x
80
y z
48 60
30
30
代號:40930 頁次:3-2
二、為測量連結 A 與 B 處之彈簧係數 k,某工程師將W 20kg重之砝碼懸掛 到量測連桿機構,如圖(2)所示,當 W 掛上後連桿 BC 與水平面呈 30時剛 好平衡,若連桿 BC 與 CD 長度相等均為300mm ,且在未加入砝碼時 B、
C 及 D 均在同一水平面。不計連桿重量與摩擦,試回答下列問題:
W 加入後,B 點之水平移動量為何?(5 分)
彈簧係數 k 為若干 N/mm?(20 分)
圖(2)
三、工程師以預壓彈簧來設計斜坡輸送的緩衝裝置,如圖(3)之示意圖所示,設 計規範書規定物體質量以50kg、斜坡初速度 ν0 2 m/s為設計基準,若彈 簧之設計預壓量為60 mm ,而他所選擇之彈簧係數 k 為20 N/mm。試回答 下列問題:
物體 m 到達 B 處之速度為何?(10 分)
該彈簧再被壓縮量最多為多少 mm?(15 分)
圖(3)
A 30
W k B
C
D
m
k 500
A
B C
長度單位:mm
代號:40930 頁次:3-3
四、如圖(4)為連桿推動滑块 m 以推升 W 物體機構,若滑块 m 為10kg、水平 面之摩擦係數為 0.1,連桿 AB、AC 分別長500mm 、350mm 。
試分析物重 W 和推力 P 與 m 移動之關係為何?(20 分)
若 W 為50kg重、推力 P 為300 N ,則在圖示之狀態下,滑块會往那一 邊移動?計算分析決定之。(5 分)
圖(4)
A m
B C
P
W
摩擦 400