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105年公務人員特種考試警察人員、一般警察人員
考試及105年特種考試交通事業鐵路人員考試試題 代號：70760 全一張
（正面）
考試別： 鐵路人員考試
等別： 高員三級考試
類科別： 機械工程
科目： 機械設計
考試時間 ： 2 小時 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。
（請接背面）
一、請回答下列問題：（每小題 5分，共 20 分）
靜態負荷的定義為何？在何種狀況下載重可以靜態負荷來分析？
物體受動態負荷時，金屬疲勞之 S-N 曲線是如何得到？
靜力破壞法則（Static Failure Criteria）中最大剪應力（Maximum Shear Stress）及
畸變能（Distorsional Energy）理論，所得到之設計何者較保守？並說明之。
請說明挫屈（Buckling），並舉例說明邊界條件對挫屈承載力的影響。
二、焊接結構如下圖所示板厚為 10 mm，焊道之 h1=10 mm，h2=8 mm，F=1,000 kg，焊條
之保證強度（proof strength）為 190 MPa，板子之材料強度為 250 MPa。力量 F應該
置於何處才不會對接頭有彎矩的影響？（5分）請算此焊接接頭之安全係數。（15 分）
三、如下圖所示直徑為 100 mm 的軸，軸之中間處有一垂直於軸的曲柺，軸之左右兩端
為滾珠軸承，而左端可支持所有外力所施予之扭矩；若要使軸承之壽命能達到一千
萬轉，則在可靠度 0.9 的情況下，請找出兩端軸承之額定壽命為多少？若要將兩端
之軸承均選用相同軸承以承擔負載，則各軸承的壽命為何？l=5,000 mm，a=50 mm，
b=100 mm，P1=2,000 N，P2=1,000 N。（20 分）
125 mm 500 mm
100 mm
h1
F
h2
l
ab
b
a
T
P
2
P1
R1
R2
105年公務人員特種考試警察人員、一般警察人員
考試及105年特種考試交通事業鐵路人員考試試題
代號：70760
全一張
（背面）
考試別： 鐵路人員考試
等別： 高員三級考試
類科別： 機械工程
科目： 機械設計
四、如下圖所示煞車系統，試推導出分析此系統之力的方程式，並導出能產生煞車扭力
的公式。此系統在 m
1
是多少時，可以最小 P得到最大煞車力？（20 分）
五、設計壓縮螺旋彈簧時要考慮那些要素？並說明設計過程。（20 分）