|
| 專欄 |
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：
- 軸向桿件問題
- 扭轉構件問題
- 梁撓曲正向應力與剪應力分析
- 梁撓度計算
- 廣義虎克定律
- 平面的應力轉換與平面的應變轉換(莫爾圓)
- 能量法
- 塑性分析
- 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 |
扭轉 |
梁撓曲正向應力 |
梁撓度 |
廣義 |
|---|---|---|---|---|---|
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 |
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 |
扭轉 |
梁撓曲正向應力 |
梁撓度 |
廣義 |
|---|---|---|---|---|---|
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 |
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 |
扭轉 |
梁撓曲正向應力 |
梁撓度 |
廣義 |
|---|---|---|---|---|---|
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 |
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 | ||
|---|---|---|
| 結構動力與耐震設計準備要領 | 鋼結構設計應考策略 | 材料力學應考策略 |
| 結構學準備要領 | 鋼筋混凝土應考策略 | 土壤力學、基礎工程準備要領 |
