2013年9月21日 星期六

材力03與04

2011/10/16 23:54
研究員大家好:

第三章講到平行軸定理。平行軸定理講兩條平行的軸之間,慣性矩的數學關係,其中一條一定要過形心。而慣性積的平行軸定理較少用,只用在斷面承受不對稱彎曲的題目。

    面積慣性矩的轉換公式,公式結果要背,也要會畫其莫爾圓。畫圓時,請畫大一點,以往朋友的圓都畫太小了,造成圖上關鍵處,自己看不清楚,不只將來無法勘錯,根本是自己挖火坑,然後自己不得不往裡跳。畫圓時在圓周要標定AB兩點,請記住AB兩點的座標值。

    認真的朋友,會即刻買圓規、量角器,開始熟練它們。鬆散的朋友,覺得沒有工具也沒差。等各科許多「懈怠」集合起來,不多不少,正好等於落榜。

    這週有朋友問問題,這是好現象,代表腦筋開始動了,希望回家常算題目,再來和會長討論,你是在拼自己前途。做為考生,本應攜帶活頁紙與計算紙,書上沒那麼多空白讓你抄筆記,何況,不帶計算紙怎麼討論問題?

    「主軸」是一個重要名詞,將來讀者一定和「中性軸」、「形心軸」混淆。「主軸」、「形心軸」是斷面的面積性質,「中性軸」是斷面的力學性質。前者不須斷面受力就可出現,後者一定要斷面受力才可出現。

第四章講「一個微素」貯存的能量與廣義虎克定律。當微素承受二微或三維應力,就要使用廣義虎克定律計算應力與應變。注意廣義虎克定律一定要背。

體積應變e有定義式(即精確式)與近似式兩種。大部分場合使用近似式,遇到橡膠(Rubber),可能要用精確式。常見的應變數值約在10-4次方左右,這是基本概念。

    體積膨脹係數K很久沒考了,從K可以證得等向性材料的波松比小於0.5

   例題4-2.1說某材料E=4.1MPa,工程師或技師應該驚覺此數據太小了,因為結構鋼是200GPa,原來,剛才的材料是橡膠。由於E偏小,變形可能過大,故計算體積應變要用定義式,不能用近似式。這題當年有補習班老師解錯,値得作為前車之鑑。

    我們對卡氏第二定理作簡介,因後續即刻會用到,大家應該常常用卡氏第二定理,平常就提高熟悉度,它算是基本的定理。

    軸力桿件是最基本的桿件,我們畫了兩個軸力圖,你應當不覺得難,回家請練習切自由體,尤其在節點處切開。接著,我們講了一段故事,把二力桿變形量的公式推導出來,故事人人愛聽,也容易記住,但你還是要自己講給自己聽,過程流暢才OK,記得自己要練習講,練習寫。

    會引起桿件伸長或縮短的因素,除了常見的「力」以外,還會有「溫度」。桿件變形量,是內力及溫度兩個因素貢獻的。很多朋友認為,如果內力是溫度引起,那麼只要計算溫度引起的變形,不須計算內力引起的變形。這完全錯誤。桿件本身可不認識啥「內力是溫度引起的」這件事,以唯物論而言,就是兩個獨立因素作用在桿件上,考生不要賦予桿件太多的「人性」。不要把太多的情感移嫁到桿件上,就算「綠鋼琴」聽太多,也不要這樣做。

    「並聯」比串聯重要,桿件是否並聯,要用力學素養審視之,不是用文學素養,也不是美學素養,問國文系教授沒有用。並聯太重要了,保證結構學與結構矩陣會回來算帳,請好好學。表5-1務必了解。

    其實重疊原理在很多學門都出現,不止土木學門,因為只要公式是一次方,重疊原理就可以運用,但不要用過頭了,應變能是二次方公式,就不能用。

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