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材料力學應考策略

材料力學係所有力學考科的核心,諸如結構學、鋼筋混凝土設計、鋼結構設計、耐震設計,乃至土壤力學與基礎工程等,其基礎理論大部分都是由材料力學延伸而來,可見其重要性。面對佔有如此重要地位的科目,筆者認為應該要紮紮實實練好基本功,而何謂基本功呢?「公式推導」便是所謂的基本功。材料力學的公式推導裡,包含了許多重要的假設前提與觀念,弄清楚每一步驟推導的假設與邏輯,絕對有助於您觀念的提升,對於所謂的力學三大原則會更加熟悉。雖然高考與土木技師鮮少考推導題,但面對如此基本,甚至與本職學能直接相關的重要科目,實在不應該只講求解題的技巧與熟練度。況且,弄清楚材料力學,對上述提到的所有考科都有相當大的幫助,何樂而不為呢?而志在結構技師考生們,面對材料力學的題目難度相較於高考與土木技師是相對困難的,練習推導其實相當有益於難題的解析,很多難題只要照公式推導過程走一遍,幾乎都能迎刃而解。當然公式該背的還是要背(例如不對稱彎曲),但是經由熟悉推導而背下來,看似麻煩,實際上卻是提升力學素養,熟悉推導之後再搭配口訣,才是真的事半功倍。

材料力學的重點章節如下:

  1. 軸向桿件問題
  2. 扭轉構件問題
  3. 梁撓曲正向應力與剪應力分析
  4. 梁撓度計算
  5. 廣義虎克定律
  6. 平面的應力轉換與平面的應變轉換(莫爾圓)
  7. 能量法
  8. 塑性分析
  9. 挫曲問題

準備方法如同先前一再強調的,就是要多練習推導以加強基本觀念,材料力學題型變化多,如果只是會套公式,很容易碰到一點小變化就陣亡了。當然,反覆的練習考古題是絕對必要的,筆者準備結構技師時至少練習了15年以上的考古題,且10年考古題至少做了兩次。如以50分為目標,應特別注意1、3、4、5、6、7部分,軸向桿件問題是基本中的基本,在這章節裡最重要的部份是弄清楚「變形」與「變位」的關係,並且應特別注意溫度效應與空隙問題。梁撓曲應力分析是重點中的重點,基本的撓曲正向應力與剪應力公式一定要掌握,並且了解其使用限制,轉換斷面問題也必須精讀,在RC也常常用到,而對一般考生來說,此部分的剪力中心、不對稱彎曲等問題可以暫時略過。梁撓度計算必背懸臂梁、簡支梁分別受到集中載重、均佈載重等基本變位公式,如果不背,套句歐陽老師的話便是在學習「建構式力學」,當然推導過後再背起來是最好的做法;梁變形方程式要仔細念,尤其注意曲率正負號的定義與彎矩正負號的定義。廣義虎克定律與莫爾圓是考古題大本營,歷年考題出現的頻率相當高,建議這兩個部份可以一起研讀,之後在土壤力學的土壤剪力強度部分也會用到,非常重要。如果以高考為目標,能夠掌握筆者上述的提點應已足夠;若以土木技師為目標,則9個部份都應讀過,且應能掌握6、8、9部分的基本題型;而以結構技師為目標,請精讀所有部分,不只基本題型,還需精讀進階內容,材料力學對結構技師來說實在是太重要了!

歷屆考試配分

高考三級

 

軸向
桿件

扭轉
構件

梁撓曲正向應力
與剪應力

梁撓度
計算

廣義
虎克定律

104

--

--

25

25

25

103

--

--

25

--

--

102

--

--

--

--

--

101

--

--

20

--

--

100

--

--

--

--

--


 

平面的應力轉換與平面的應變轉換

合成
應力

能量法

塑性分析

挫曲

104

--

--

--

--

--

103

--

--

--

25

--

102

20

--

--

20

--

101

--

20

--

--

--

100

20

--

--

--

--

地特三級

 

軸向
桿件

扭轉
構件

梁撓曲正向應力
與剪應力

梁撓度
計算

廣義
虎克定律

104

10

5

--

--

25

103

25

--

--

50

--

102

25

--

--

50

--

101

--

--

20

20

--

100

25

--

25

--

--


 

平面的應力轉換與平面的應變轉換

合成
應力

能量法

塑性分析

挫曲

104

10

--

--

--

--

103

25

--

--

--

--

102

--

--

--

--

--

101

--

20

20

--

--

100

--

25

--

--

--

土木技師

 

軸向
桿件

扭轉
構件

梁撓曲正向應力
與剪應力

梁撓度
計算

廣義
虎克定律

104

25

--

50

25

--

103

--

--

25

--

--

102

--

--

25

--

--

101

--

--

--

--

10

100

--

--

--

--

--


 

平面的應力轉換與平面的應變轉換

合成
應力

能量法

塑性分析

挫曲

104

--

--

--

--

--

103

--

--

--

--

25

102

--

--

--

--

25

101

10

--

--

--

--

100

--

15

--

20

20

 

各科準備要領

土壤力學、基礎工程準備要領

材料力學應考策略 結構學準備要領
鋼筋混凝土應考策略 鋼結構設計應考策略 營建管理準備要領
施工法準備要領    



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