2013年9月21日 星期六

材力01與02

2011/10/10 19:23
研究員大家好:

    很高興見到你們,不是客套話,要活得夠久,我們才能見面,真的高興。

    這一次,我打算從比較人文的觀點,來看一個自然學科──材料力學。上帝可沒有發展材料力學,材料力學是人發展的。時至今日,到底人類把它發展成什麼模樣?我們來瞧瞧。

    早期人類可能躲避猛獸,選擇住在樹上,那他要蓋樹屋,有些木頭適合蓋樹屋,其他則不適合。造屋者會把經驗一代一代傳遞下去,演進很緩慢。自從伽利略之後,大家開始做實驗、留數據,提出假說(以及互相攻擊對方的想法)並預測下次的狀況,於是材料力學焉然成形,但還需要更多人的努力。在教材裡,我們透過四種不同角度看材力,你在別的地方看不到這種漂亮的表析方式,這是我跨學科(經濟學)的整合,這裡就不再重複寫。

    將來你讀完最後一章,請回頭看第零章,看你會不會感覺到「心有戚戚焉」。

    第一課的重點在於認識「應力與應變的基本意義」。我想了很久,決定把固力裏繁瑣的那一套介紹方式拿掉(那是機械系用的),選擇適合土木的方式切入介紹。首先簡介應力,然後試著切不同方向的剖面,我們發現應力的大小就會不一樣,這就是將來第十章「應力轉換」的濫觴。次簡介應變,透過例題的練習,我們發現雖然版子的變形固定,但是從不同方向計算應變量,我們發現應變的大小就會不一樣,就是將來第十一章「應變轉換」的濫觴。

「聖維南定理」只能出問答題,問答題在考場一定要斟酌配分、時間來回答,能畫圖最好。若不如此,分數就「甚為難」了。

若是國家考試,其他科目回答問答題要「文字、公式、圖形、表格」並茂。

第二章我們從結構鋼的應力-應變曲線談起。回歸現實生活面,你有沒有看實驗室真正拉一支鋼筋?如果有,你可以請他出具試驗圖形(要在試驗前先講),告訴你,那圖形很醜,絕不像教科書那樣漂亮。

    那個很醜的圖形,才是「真正的世界」。教科書裡用簡單的曲線、方程式描述圖形,是一種美化、簡化。簡化才好考試,簡化之後,工程師才好用。請你不要把簡化過後的美好東西,反而當成真正的世界。

    第二章講了很多名詞解釋,本章根本是名詞的火藥庫、兵工廠。能夠用生活化的例子解釋,我們會儘量用,以幫助大家記憶。像「均質」、「均向」,以後推導公式時,常常出現,土壤力學裏也有,你就比較要了解它的意思。而「卸載」是加反向力,絕對要特別注意

    第三章講斷面性質。為什麼要講斷面性質?因為就算是一樣的材料(ex:steel),做成圓管形就很便於抗扭;做成工字形,就很便於抗彎。不同的斷面形狀,適合承受不同型態的力量,換句話講,不同的斷面,其「能力」不同。這當中的道理,與面積一次矩、面積二次矩有關,與極慣性矩有關,所以我們要會算這些面積特質

計算QI,務必要會「補補挖挖」的方法若不會,絕對肯定考不上

你若在超商買28元的飲料,卻給店員50元,店員回找零錢22元,就是補補挖挖的生活意義。28元需要一些十元硬幣、五元與一元硬幣方能湊成,你慢慢掏零錢怕費事,故直接補滿成整數50元給店員,只要給一個50元硬幣即成,省事又快,所以力學上,直接補滿成矩形或圓形,較方便算。

50元是超量付錢,所以店員要回找22元,才是銀貨兩訖。對應到力學上,就是你多算的面積,必須扣回來,這樣瞭了嗎?

    矩形斷面的面積慣性矩要背,因矩形斷面在生活中常見,故考題亦多。

    請大家回去先看教材,當成上課前預習,教材已經儘量人性化、簡單化。看不懂可先註記,上課就仔細聽,如此事半功倍。每一堂課至少要問一個問題24堂課結束至少要問24個問題,這樣才是有進步。

人的行為、言語,受役於自己的心。如果你刻意把「心」、「想法」朝正面擺設,以積極快樂的方式訂目標、執行計畫、算考古題,你成功的機率比較大;而工作上,你升遷的機率比別人大。

    請把自己今年的目標寫在牆上,或明顯的地方。並請思考「我今天所做的事,對我的目標有什麼助益?」

    祝您能順利達成目標

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