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臺灣菸酒股份有限公司 109年從業職員及從業評價職位人員甄試試題
甄試類別【代碼】：從業職員／機械【Q2513-Q2515】
專業科目 3：機械設計
＊入場通知書編號：________________
注意：作答前先檢查答案卷，測驗入場通知書編號、座位標籤、應試科目是否相符，如有不同應立即請
監試人員處理。使用非本人答案卷作答者，該節不予計分。
本試卷為一張雙面，非選擇題共 4大題，每題各 25 分，共 100 分。
非選擇題限以藍、黑色鋼筆或原子筆於答案卷上採橫式作答，並請依標題指示之題號於各題指定
作答區內作答。
請勿於答案卷書寫應考人姓名、入場通知書編號或與答案無關之任何文字或符號。
本項測驗僅得使用簡易型電子計算器（不具任何財務函數、工程函數、儲存程式、文數字編輯、
內建程式、外接插卡、攝（錄）影音、資料傳輸、通訊或類似功能），且不得發出聲響。應考人
如有下列情事扣該節成績 10 分，如再犯者該節不予計分。1.電子計算器發出聲響，經制止仍執
意續犯者。2.將不符規定之電子計算器置於桌面或使用，經制止仍執意續犯者。
答案卷務必繳回，未繳回者該節以零分計算。
第一題：
如【圖一】所示（單位：mm）之吊環，採用 E6010 銲條（降伏應力𝑆𝑦=50,000psi=34.5MPa）
進行填角銲(fillet welding)，左側兩面皆為 6mm 填角銲、右側兩面皆為 8mm 填角銲，有效
喉部面積等於 0.707*h*l，其中 h為填角銲的寬度、l為填角銲的長度，假設銲接抵抗力矩的
能力與該銲道與形心(Centroid)之距離成正比，安全因數 Fs=2.0，請回答下列問題：【 未列出
計算過程者，不予計分】
（一）所有銲道的總喉部面積[mm2]為何？【6分】
（二）全部銲道的形心位置[mm]為何？【6分】
（三）總極慣性矩 J[mm4]為何？（提示：極慣性矩 J = A∗(𝑙2
12 +𝑟2)，其中A為該銲道的
喉部面積、𝑙為該銲道長度、𝑟為該銲道與全部銲道形心的距離）【6分】
（四）容許靜負荷 P[N；牛頓]為何？【7分】
（若條件不足，請自行做合理假設）
【圖一】
第二題：
跳水者在跳板的自由端向上跳 0.5m，跳水者及跳板尺寸的簡圖如【圖二】所示。跳板的
支持端為固定(fixed)，已知跳板的彈性係數 E為69 𝐺𝑃𝑎，降伏強度𝑆𝑦為220𝑀𝑃𝑎。跳水者重
量為 1000N。請回答下列問題：【 未列出計算過程者，不予計分】
（一）此跳板的面積慣性矩I[mm4]為何？（提示：I=bh3/12，其中I為面積慣性矩、b為
跳板寬度、h為跳板高度）【 4分】
（二）跳板自由端靜態的向下變形量δ𝑠𝑡[m]為何？(提示：δ𝑠𝑡 =𝑃𝑙3
3𝐸𝐼）【 4分】
（三）跳板彈簧常數 k[kN/m]為何？(提示：k = P
δst =3EI
l3）【 4分】
（四）根據能量守恆，跳水選手在自由端向上跳高的位能必須全部轉換為跳板的彈性應
變能，請推導出最大變形量𝛿𝑚𝑎𝑥的關係式【𝛿𝑚𝑎𝑥 =𝑓(𝑥1,𝑥2,⋯)】為何？【5分】
（五）若定義衝擊係數𝐼𝑚=𝛿𝑚𝑎𝑥
𝛿𝑠𝑡 ，請求出衝擊係數𝐼𝑚為何？【4分】
（六）安全因數𝐹𝑠為何？【4分】
（若條件不足，請自行做合理假設）
【圖二】
【請接續背面】
100
100
100
第三題：
如【圖三】所示（單位：mm）之架子以 4支M10 之螺栓（節距 p=1.5mm、節徑 9.026mm）
鎖於垂直牆面上，且螺栓事先鎖緊產生之預負荷為6,000N。若螺栓之降伏強度𝑆𝑦=480𝑀𝑃𝑎，
螺栓根部面積視為應力作用面積，安全因數 Fs=2.0，請回答下列問題：【 未列出計算過程者，
不予計分】
（一）螺栓牙根(root)直徑為何？（提示：牙根直徑=節徑 1
2×0.866 p）【 3分】
（二）螺栓根部面積為何？【3分】
（三）螺桿所受拉力的比值𝑇1 /𝑇2為何？【3分】
（四）允許負荷 F值為何？【6分】
（五）若在負荷 F=5000[N]的作用下，最大拉應力發生在哪一支螺栓？最大拉應力的值
[MPa]為何？【5分】
（六）若在負荷 F=5000[N]的作用下，最大剪應力發生在哪一支螺栓？最大剪應力的值
[MPa]為何？【5分】
（若條件不足，請自行做合理假設）
【圖三】
第四題：
有一長 1.0m 之轉動軸，如【圖四】所示。在軸中央裝一重 800[N]的皮帶輪，此皮帶輪
用鍵固定在軸上，鍵槽強度係數 e（加鍵槽後、軸的強度被折減，e=有鍵槽之軸強度／無鍵
槽之軸強度）為 0.75，其所驅動之馬力為 20HP、轉速為 200rpm、使用聯軸器將動力傳出，
而且左端軸承為不受力之自由端。已知皮帶受水平總拉力為F =𝐹1+𝐹2=6000[N]，ASME
法規之負載常數𝐶𝑚=2.0、𝐶𝑡=1.5，剪應力楊氏係數 G=9.5×104[𝑀𝑃𝑎]，容許剪應力
𝜏𝑚𝑎𝑥 =107[𝑀𝑃𝑎]，請回答下列問題：【 未列出計算過程者，不予計分】
（一）最大彎矩(moment)的值[N*m]及發生在何處？【6分】
（二）最大扭矩(torque)的值[N*m]及發生在何處？【6分】
（三）若不考慮鍵槽強度係數 e（也就是不考慮鍵槽的影響），所需的軸徑大小[mm]為何？
【6分】[可以參考最大剪應力公式：τ𝑚𝑎𝑥 =0.5×𝑆𝑦
𝐹𝑠=√(𝐶𝑚×𝜎𝑏
2)2+(𝐶𝑡×τ𝑡)2，其
中τ𝑚𝑎𝑥為最大剪應力，𝑆𝑦為降伏應力，𝐹𝑠為安全因數，𝜎𝑏為彎曲應力，τ𝑡為扭轉剪
應力]
（四）若考慮鍵槽強度係數 e（也就是考慮鍵槽對強度的折減），所需的軸徑大小[mm]
為何？【7分】
（若條件不足，請自行做合理假設）
【圖四】