機械工程 104 年機械設計學研究考古題（共 4 題）
資料來源：考選部歷屆試題｜法律人 LawPlayer 整理
https://lawplayer.com/exam/mechanical-engineering/104-%E6%A9%9F%E6%A2%B0%E8%A8%AD%E8%A8%88%E5%AD%B8%E7%A0%94%E7%A9%B6

第 1 題
一剛體受一動態疲勞力，假設其疲勞力之平均值為
m
σ ，振幅為
a
σ ，該物體之材料降
伏強度為
y
S ，極限強度為
u
S ，彈性極限為
e
S 。
㈠圖一為該物體材料之S-N 圖，S1, S2 分別對應N1, N2。試問其疲勞限界（Endurance
Limit）量值為何？（5 分）
㈡試問圖一的S-N 圖所適用的
m
σ 範圍？（5 分）
㈢請利用圖一的資訊，繪製出Goodman Line，並清楚標示各軸的物理量，以及S1 , S2 ,
N1 , N2 , N3 ,
y
S ,
u
S 的位置。（15 分）

第 2 題
圖二為一半徑為R，楊氏系數為E，長L 的懸臂樑，就以下施力狀況計算出等效彈性
係數：
㈠在端點受一垂直向下的外力F，產生(
y
−
)方向的位移量D，試計算其等效彈性係
數（F/D）。（15 分）
㈡在端點受一(
x
+
)方向的扭力T（右手定則），產生角位移量θ ，試計算其等效彈性
係數（
θ
T/ ）。（15 分）

圖一 S-N 圖
圖二 懸臂樑等效彈簧
104年公務人員升官等考試、104年關務人員升官等考試
104年交通事業公路、港務人員升資考試試題 代號：15930
等
級： 簡任
類科（別）： 機械工程
科
目： 機械設計學研究

第 3 題
一減速正齒輪組，輸入齒20 齒，減速比為5：1，正齒輪之模數為1，壓力角20 度，
試問：
㈠輸出齒應為多少齒？（10 分）
㈡請問壓力角對轉軸產生的是何種外力？試用繪圖說明。（10 分）

第 4 題
圖三為一剛體，可視為由長L 截面積為A 的a 部分與長H 截面積為A 的b 部分組合
而成，假設a、b 兩部分為理想接合且a、b 均為半徑r 的均質實心圓柱剛體，楊氏係
數E，轉動慣量I，降伏強度
y
S 。令a 之頂端為固定端，b 之尾端受一垂直向下的外
力F。
㈠試繪出a、b 元件各別的自由體圖（F.B.D）。（10 分）
㈡試計算出受F 外力後之總應變能。（15 分）

a
b
F
L
H
圖三 剛體受力圖

題目為考試當年公告版本，實務標準請以現行規範為準。