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鼎文公職 解題
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❏
申論題解答
一、
【擬答】參見鼎文出版之機械設計 5D 85 第二章第 35~37 頁。
應變硬化：
當延性金屬受到塑性變形時，因差排移動漸趨不易變得強硬之現象。有時也稱為加工硬化，或稱為冷加工。大
部份金屬在室溫時都存在著應變硬化的現象。
應力集中發生原因：由於材料形狀之不連續(即形狀突變)受力後引起應力集中，局部有最大應力產生。如機
械元件上之孔、鍵槽、栓槽、缺口、工具之切痕或意外之刮傷，常發生應力集中現象。
常利用應力集中因數(K)＝最大應力／公稱應力，來描述材料受靜力狀況。K之大小與受力之形式及種類有
關，與材料形狀有關，與桿件尺寸無關。
延性材料可藉塑性變形減低應力集中之嚴重性，故其應力集中現象可以忽略。
二、
【擬答】參見鼎文出版之機械設計 5D 85 第五章。
A處扭矩
TA＝（2.7k－0.3k）×100mm
＝240kN-mm
（T2－T1）× 2
300 ＝TA
且依題意 T1＝0.2T2
→（T2－0.2T2）×150＝240
→⎩
⎨
⎧
（鬆邊張力）＝＝
（緊邊張力）＝kN4.0T2.0T
kN2T
21
2
ΣMO＝0（↷＋），設 C之垂直分力為 Cv
→3×300－2.4×800＋Cv×1200＝0
→Cv＝0.85kN↑
ΣFv＝0
Ov＋3－2.4＋0.85＝0
→Ov＝1.45kN↓
MA＝1.45×300＝435kN-mm
MB＝0.85×400＝340kN-mm
最大拉應力σt,max
＝（σt）A＝3
30
43532
×
×
π
＝0.164kN/mm2
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＝164MPa（發生在 A處上方）
最大壓應力σC,max
＝（σC）A＝3
30
43532
×
×
π
－
＝－0.164kN/mm2
＝－164MPa（發生在 A處下方）
可得對應力之應力圖與彎矩圖：
三、
【擬答】參見鼎文出版之機械設計 5D85 第九章。
碟型彈簧又稱盤型彈簧，功能為
可承受靜態或動態之負載。
彈簧片之高度可依需求疊加或取下，不需特別處理。
碟型彈簧變形位移小，可產生較大負荷，且所占空間甚小。
碟型彈簧可並、串聯使用。
碟型彈簧不超過全位移之 75%與應力極限，將不會產生金屬下沉或疲勞現象。
應用：
主要是用於一般工具機主軸中提供拉刀力的元件。
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四、
【擬答】參見鼎文出版之機械設計 5D85 第九章。
該初始力之目的主要在使彈簧線圈能緊密結合，換言之，初張力等於拉開互相緊貼之簧圈所需之力，為彈簧捲
製成形後所發生。
製程中，拉伸彈簧在製作時,因簧線品質、線徑、彈簧指數、靜電、潤滑油脂、熱處理、電鍍等，使得每個拉伸
彈簧初始拉力產生不平均的現象。所以安裝各規格之拉伸彈簧時，應預拉至各簧圈之間稍為分開一些間距所需
之力稱為初張力。並常用以下公式來設計初張力＝P－（k×F1）＝最大負荷－（彈簧常數×拉伸長度）。
五、
【擬答】參見鼎文出版之機械設計 5D 85 第十三章第 465 頁例題。
動能＝ 2
1mV2＋2
1Iω2
2
1mV2＝2
1．（ 8.9
5000 ）（3）2
＝2295.92
轉動慣量 I＝mr2＝g
Wr2
＝8.9
1300 ×（180×10－3m）2
＝4.30
ω＝ R
V＝m10
2
400 s/m3
3－
×
＝15rad/s
2
1Iω2＝2
1×4.30×152＝483.75
故動能＝ 2
1mV2＋2
1Iω2
＝2295.92＋483 .75
＝2779.67 J
運動方程式法：a＝2.03＝15m/s2
⇒且a＝rα，α＝
r
a＝2.0
15 ＝75rad/s2
T＝Iα＋mar
＝4.30×75＋8.9
5000 ×15×0.2
＝322.5＋1530.612
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＝1853N-m
另：能量法
剎車功＝動能損失
→T．Δθ＝動能
→T＝Δθ
動能 ＝t
67.2779
Δω ＝2.05.7 67.2779
×＝1853N-m
其中 ω＝R
V＝m10
2
400
s/m3
2
1
3－
×
×
＝7.5rad/s