106 年專門職業及技術人員高等考試 建築師、技師、第二次食品技師考試暨 普通考試不動產經紀人、記帳士考試試題 代號： 00810 全一頁

等 別：

高等考試

類 科：

機械工程技師

科 目：

機械製造

考試時間 ：

2 小時

※注意：

 可以使用電子計算器。

•  不必抄題，作答時請將試題題號及答案依照順序寫在試卷上，於本試題上作答者，不予計分。

•  本科目除專門名詞或數理公式外，應使用本國文字作答。

• 一、外徑為 150 mm 的一圓盤形工件是經由沖剪（ blanking ）一厚度為 3.2 mm 的半硬化冷軋 鋼板而得。若此鋼板的拉伸強度 = 445 MPa 、剪強度 = 310 MPa 、拉伸降伏強度 = 290 MPa 、 剪降伏強度 = 160 MPa 、沖頭間隙容許因子值 Ac = 0.075 ，試求： （每小題 5 分，共 20 分）

•  所需沖模口徑。

•  所需沖頭外徑。

•  所需沖剪長度。

 所需沖剪力。

二、抽製（ drawing ）圓形斷面線材所需應力可以 f o f d A A Y ln tan 1 φ α μ σ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ + = 表示，其中

n K Y n f + = 1 ε (MPa) 為實際應變（ true strain ） ϵ 下的平均流應力（ average flow stress ） 、 μ 為摩 擦係數、 α 為原圓形斷面線材進入模具的角度、 K 為線材的強度係數（ MPa ） 、 n 為線材的 應變硬化指數、 φ 為非均質變形因子（ c L D 0.12 0.88 + φ = ， 2 f o D D D + = 、 α 2sin f o c D D L -= ， ϵ

Do 及 Df 分別為線材抽製前外徑及抽製後外徑） 。若α = 15 ° 、 Do = 2.5 mm 、 Df = 2.0 mm 、 μ = 0.07 、 K =205 MPa 、 n = 0.20 ，試求： （每小題 6 分，共 30 分）

•  實際應變 ϵ 。

•  非均質變形因子 φ 。

•  平均流應力 Yf 。

•  所需抽製應力 d σ 。

•  所需抽製力 F 。

三、試述應用高速切削應具備的 7 大基本要求。 （ 28 分）

• 四、試繪圖示說明放電加工製程參數與加工後工件幾何關係。

•  以電流（由小變大）為橫軸、工件過切（ overcut ，由小變大）為縱軸，圖示兩者 的關係。 （ 6 分）

•  以頻率（由低變高）為橫軸、工件過切（ overcut ，由小變大）為縱軸，圖示兩者 的關係。 （ 6 分）

•  以電流（由小變大）為橫軸、表面粗度（由細變粗）為縱軸，同一圖示高放電頻 率下兩者的關係及低放電頻率下兩者的關係。 （ 10 分）

（請接背面）

座號：

106 年專門職業及技術人員高等考試 建築師、技師、第二次食品技師考試暨 普通考試不動產經紀人、記帳士考試試題 代號： 00820 全一頁

等 別：

高等考試

類 科：

機械工程技師

科 目：

機動學與機械設計

考試時間 ：

2 小時

※注意：

 可以使用電子計算器。

•  不必抄題，作答時請將試題題號及答案依照順序寫在試卷上，於本試題上作答者，不予計分。

•  本科目除專門名詞或數理公式外，應使用本國文字作答。

• 一、請繪圖並說明左、中、右三片透鏡組，固裝組合機械設計；設定右透鏡固定，左、 中兩片透鏡可動，請設計運動機構；請說明此機械機動設計之系統功能。 （ 30 分）

• 二、請寫繪出油壓系統及控制元件名稱；請說明油壓傳動之優缺點；請說明並試繪出一 完整功能油壓產品並詳細註明輸入、出參數數值。 （ 30 分）

• 三、請說明離合器（ Clutch ） ；離合器有那些種類、其優缺點比較及使用。 （ 20 分）

• 四、某一正齒輪對具有 6 及 24 齒，模數 6.5 公厘，壓力角 20° ，試求中心距；若中心距增 加 3 公厘，試求其壓力角。 （ 10 分）

• 五、某一正齒輪具有 32 齒，壓力角 20° ，模數 6.5 公厘及齒冠 5.5 公厘。試求能與其嚙合 而不發生干涉的最小小齒輪齒數。 （ 10 分）

（請接背面）

座號：

106 年專門職業及技術人員高等考試 建築師、技師、第二次食品技師考試暨 普通考試不動產經紀人、記帳士考試試題 代號： 00830 全一張 （正面）

等 別：

高等考試

類 科：

機械工程技師

科 目：

工程力學（包括靜力學、動力學與材料力學）

考試時間 ：

2 小時

座號：

※注意：

 可以使用電子計算器。

•  不必抄題，作答時請將試題題號及答案依照順序寫在試卷上，於本試題上作答者，不予計分。

•  本科目除專門名詞或數理公式外，應使用本國文字作答。

• 一、一均勻橫桿 BC 長 L ，其左端 B 為固定，右端 C 為自由端，且在初始時橫桿與右邊 平滑牆面 H 間有一間隙 δ o （ L >> δ o ） 。當橫桿緩慢地受一均勻分布的溫升 △ T ，請用 橫桿的特性資訊： E = 楊氏係數； A = 斷面面積； I = 斷面最小慣性矩； α = 熱膨脹係數。 試求： （答案用 L, I, E, α , A, δ o 來表示。）

•  該桿在與牆面 H 產生接觸後、且未發生挫屈狀況下的內力。 （ 6 分）

•  該桿產生挫屈時的最小溫升 △ Tmin 。 （ 14 分）

δ

o

B

L

C

H

△

T

• 二、考慮具圓型斷面（半徑 r = 0.1 m ） 、受端點力 P 作用的均勻懸臂尤拉（ Euler ）梁 HK ， 其在自由端 K 的圓周邊界上與連桿 BK 梢接於 b 點（此點偏離圓斷面的中心，位於 梁的中性平面上） 。令 E = 梁及桿的楊氏係數； G = 梁的剪力係數 =E/10 ； A = 桿的斷面 面積； I = 梁的斷面慣性矩； L = 1 m 。若考慮梁的非對稱彎曲 （ unsymmetrical bending ） ， 但不考慮梁在軸向的伸縮變形及其自重，試用能量法（卡氏定理）求解： （答案用 I, E, A, P 來表示。） （每小題 10 分，共 30 分）

•  列出梁的內力式子及應變能的積分表示式。

•  求取連桿的內力。

•  在梁固定端 H 的斷面中，考慮與 b 點在相同位置上的一點，用應力元素（ stress element ）來畫出可能產生的應力分量，列出求取這些應力分量的式子（可以不用 計算其值） ，然後用莫氏圓（ Mohr's circle ）來表示求取最大主應力（ maximum principal stress ）的方式。令桿與梁的斷面相同。

P

P

K

H

3L

4L

B

K

端斷面

b

r

106 年專門職業及技術人員高等考試 建築師、技師、第二次食品技師考試暨 普通考試不動產經紀人、記帳士考試試題 代號： 00830 全一張 （背面）

等 別：

高等考試

類 科：

機械工程技師

科 目：

工程力學（包括靜力學、動力學與材料力學）

• 三、木條 ABC 是由密度為平均分布的 AB 和 BC 兩部分所組成，其中 AB 和 BC 的質量 分別為 2 和 8 kg ，並在距 A 端 0.5 m 處黏附一個質點 m = 1 kg 。初始時，木條在受到 某種限制下以靜止方式放置在平滑的牆面和地面間如圖所示。試求：

•  木條的質心位置。 （ 5 分）

•  木條的質量慣性力矩。 （ 5 分）

•  當限制消除後，木條開始移動。請列出木條的運動方程式。 （ 8 分）

•  木條在開始移動時質點 m 之加速度分量（方向及大小） 。 （ 12 分）

1 m

1 m

0.5 m

m

C

B

A

30°

• 四、初始時，質重 100 kg 的方塊 A 在受到某種限制下以靜止方式放置在平滑的斜面上， 並經繩索與質量為 20 kg 的方塊 W 連接。假設所有滑輪均為平滑，且其重量可忽略 不計。當限制消除後，方塊們開始移動。令 θ = 60 o ，試求： （每小題 10 分，共 20 分）  列出方塊 A 和 W 的運動方程式。

•  2 秒後方塊 A 在斜面上滑行的位移量及方向。

B

C

D

E

θ

A

W

106 年專門職業及技術人員高等考試 建築師、技師、第二次食品技師考試暨 普通考試不動產經紀人、記帳士考試試題 代號： 00840 全一張 （正面）

等 別：

高等考試

類 科：

機械工程技師

科 目：

流體力學與流體機械

考試時間 ：

2 小時

※注意：

 可以使用電子計算器。

•  不必抄題，作答時請將試題題號及答案依照順序寫在試卷上，於本試題上作答者，不予計分。

•  本科目除專門名詞或數理公式外，應使用本國文字作答。

• 一、如下圖所示，牆的寬度為 10 m ，假設海水之比重（ SG, specific gravity ）為 1.025 、水 之密度為 1,000 kg/m 3 ，請計算：

•  海水對牆壁所造成的總作用力與壓力中心位置。 （ 10 分）

•  計算此作用力對牆基所產生的力矩。 （ 5 分）

海水

5m

海水

5m

• 二、一曲線形噴嘴（ curved nozzle ）裝置於管路出口，以將管路內之液體水流加速噴出大 氣中，詳細條件如下圖所示，此噴嘴之質量為 4.5 kg 、且其內部體積為 0.002 m 3 ，請 決定固定這個噴嘴時，其作用在管路上的力量大小。 （ 20 分）

g

r

2 m/s

1

=

V

2.5cm

2

=

D

7.5 cm

125 kPa

1

1

=

=

D

p

2

V

°

=

30

θ

• 三、在層流邊界層中，有一速度場可表示為

請回答下列問題： （每小題 5 分，共 25

分）

•  此流場是否為穩態流（ steady flow ）？流場之維度（ dimension ）為何？

•  導出 curl v v 之表示式，並判斷流場是否為無漩流（ irrotational flow ）？

•  導出 div v v 之表示式，並判斷此流場是否為不可壓縮流（ incompressible flow ）？

•  寫出勢函數（ potential function ）存在之條件，並據以判斷此流場數是否存在勢函 數？如果存在請求出勢函數。

 計算出其 x 方向之加速度（ the x -direction acceleration ） 。

座號：

106 年專門職業及技術人員高等考試 建築師、技師、第二次食品技師考試暨 代號： 00840 全一張 （背面）

普通考試不動產經紀人、記帳士考試試題

等 別：

高等考試

類 科：

機械工程技師

科 目：

流體力學與流體機械

四、請試答下列各小題： （每小題 4 分，共 20 分）

•  雷諾轉換定理（ Reynolds transport theorem ）為流體力學之重要理論，請說明它在 流體力學分析中之功能，並寫出其數學公式，描述各項之物理意義。

•  氣體與液體之黏滯性與溫度有相當大的連動關係，當溫度增加時，請敘述其變化 趨勢、並詳細說明其理由。

•  在流體機械中，常用 reaction 與 impulse 這二個名詞來說明流體機械之輸出特性， 請解釋其定義。

•  請寫出離心式壓縮機之葉輪（ impeller ）與外殼（ housing ）之功能。

•  泵之性能曲線如何表達？泵之操作點（ operation point ）如何決定？

五、請回答下列有關離心式風扇之問題：

•  依葉輪旋轉方向和葉片出口角度之相關性，離心式風扇可分為那三種？（ 5 分）

•  解釋這三種離心風扇如何劃分，並將每種型式的風量 / 靜壓性能特性作說明。 （ 5 分）

•  當轉速 1000 rpm 時，其靜壓為 10 mmAq 、風量為 8 CFM 、所需功率 20 W ；請計算 推估當轉速調高到 2000 rpm 時，其輸出風量、靜壓、與所需功率約為多少？（ 10 分）

106 年專門職業及技術人員高等考試 建築師、技師、第二次食品技師考試暨

普通考試不動產經紀人、記帳士考試試題 代號： 00850 全一頁

等 別：

高等考試

類 科：

機械工程技師

科 目：

熱力學與熱傳學（包括熱機）

考試時間 ：

2 小時

※注意：

 可以使用電子計算器。

•  不必抄題，作答時請將試題題號及答案依照順序寫在試卷上，於本試題上作答者，不予計分。

•  本科目除專門名詞或數理公式外，應使用本國文字作答。

• 一、空氣流進入一個穩態運轉的壓縮機時的溫度為 300 K 、壓力為 1 bar ，離開時的壓力 為 6 bar 、質量流率為 3 kg/s 。單位質量空氣從壓縮機的入口到出口的過程可描述為： constant pv 1.27 = 。空氣經壓縮機傳到環境的熱傳量為 46.95 kJ/kg 。假設空氣適用理想 氣體模式，動能和位能的效應可以不考慮，空氣的分子量等於 28.97 kg/kmol ，空氣 的等壓比熱為絕對溫度（ T ）之數值的函數：

4 12 3 9 2 6 3 p )T 10 (0.2763 )T 10 (1.913 )T 10 (3.294 )T 10 (1.337 3.653 /R) (c ----× + × -× + × -= 其中 8.314 kJ/(kmol K) R ⋅ = 。此壓縮機的功率為多少 kW ？（ 15 分）

• 二、一個剛性絕熱容器被一個閥分成相等容積的兩部分，起先閥的一邊是真空，另 一邊裝有 0.25 kmol 的氦氣（ helium ） ，其溫度為 38 ℃ 、壓力為 0.35 MPa ，接著 閥被打開，氦氣膨脹至整個容器，最終達到平衡狀態。已知通用氣體常數為 8.314 kJ/(kmol K) R ⋅ = 。請使用理想氣體模式求此過程的熵產生，並說明產生熵的原 因為何？（ 20 分）

• 三、  請畫 Stirling 循環的 T-s 圖和 p-V 圖。 （ 10 分）  卡諾（ Carnot ）循環的熱效率大於 Stirling 循環的熱效率嗎？請說明原因。 （ 10 分）

四、請寫出 Clapeyron 方程式，並說明它的用途。 （ 10 分）

• 五、一個冰箱在空氣溫度 （ T ∞ ） 為 25 ℃ 的空房間裡，房間的牆、天花板和地面等的溫度 （ T sur ） 也是 25 ℃ ，冰箱的門垂直地面，其寬度和高度分別為 W 和 H ，以下稱面對冷藏室那一 面為內表面，其表面溫度維持在 Ti = 5 ℃ 。另外一面稱為外表面，其表面的放射率 （ emissivity ）為 ε = 0.6 。

•  冰箱門外表面上的對流熱傳可假設為自然對流熱傳，其平均 Nusselt 數是那些無因 次參數的函數？請寫出這些無因次參數的定義，並分別說明其物理意義。 （ 15 分）

•  冰箱門中（內、外表面之間）的隔熱材料的厚度表示為 τ ，其熱傳導率為 κ i ，假設 冰箱門中的熱傳導只需要考慮隔熱材料中沿垂直內、外表面方向的穩態一維熱傳 導，請寫出計算冰箱門的外表面溫度（ To ）所需的能量方程式。 （ 10 分）

• 六、有效度 -傳遞單位數法（ effectiveness-NTU method ，其中 NTU 為 number of transfer units ）為一種常用的熱交換器分析方法，請寫出有效度的定義，它是那兩個主要參數 的函數？（ 10 分）

（請接背面）

座號：

106 年專門職業及技術人員高等考試 建築師、技師、第二次食品技師考試暨

普通考試不動產經紀人、記帳士考試試題 代號： 00860 全一張 （正面）

等 別：

高等考試

類 科：

機械工程技師

科 目：

電工學（包括電機機械）

考試時間 ：

2 小時

※注意：

 可以使用電子計算器。

•  不必抄題，作答時請將試題題號及答案依照順序寫在試卷上，於本試題上作答者，不予計分。

•  本科目除專門名詞或數理公式外，應使用本國文字作答。

• 一、直流電流如圖一所示， 200 V = s V 。試求： （每小題 10 分，共 20 分）

•  a 、 b 兩端的戴維寧（ Thevenin ）等效電壓 th V 及等效電阻 th R 。

•  調整電阻 L R 使其消耗最大功率，計算此條件下之電流 s I 及電壓 o V 。

s

V

80

Ω

s

I

20

Ω

24

Ω

L

R

a

b

o

V

圖一

• 二、交流穩態電路如圖二所示，電源電壓 0 V 200 ˆ ° ∠ = s E （有效值） 。試求：

• （每小題 10 分，共 20 分）

•  電流 3 2 1 ˆ ˆ ˆ ˆ I I I I s 、 、 、 。

•  電源側提供的實功率、虛功率及功率因數。

20

Ω

ˆ

s

E

ˆ

s

I

1

ˆ

I

6

j

Ω

3

j

Ω

2

ˆ

I

3

ˆ

I

～

8

Ω

4

Ω

圖二

• 三、某單相變壓器額定為 50 kVA ， 2400 V / 120 V ， 60 Hz 。高壓側繞組開路時，低壓側量 測的數據，端電壓為 120 V ，電流為 4 A ，功率為 400 W ；低壓側繞組短路時，高壓 側量測的數據，端電壓為 90 V ，電流為 20.8 A ，功率為 800 W 。試求圖三變壓器等效 電路中的等效串聯電阻 eq R 、等效串聯電抗 eq X 、鐵損電阻 c R 及激磁電抗 m X 。 （ 20 分）

（請接背面）

c

R

X m

ˆ

V H

ˆ

I H

eq

R

eq

X

ˆ

L

I

ˆ

L

V

圖三

座號：

106 年專門職業及技術人員高等考試 建築師、技師、第二次食品技師考試暨 普通考試不動產經紀人、記帳士考試試題 代號： 00860 全一張 （背面）

等 別：

高等考試

類 科：

機械工程技師

科 目：

電工學（包括電機機械）

• 四、某三相 6 極感應電動機的線電壓有效值為 220 V ，頻率為 60 Hz ，運轉時線電流有效 值為 10 A ，功率因數為 0.85 ，轉速為 1150 轉 / 分。試求： （每小題 10 分，共 20 分）  輸入總實功率及總虛功率。

•  若電動機的運轉效率為 0.9 ，計算電動機的輸出轉矩。

• 五、某並激式直流電動機的電樞電阻 a R 為 0.4 Ω ，並激場的繞組的電阻 f R 為 60 Ω ，滿載 電流為 20 A ，電源電壓為 120 V ，滿載時轉速為 2000 rpm 。若電源電壓固定，試求： （註：不計電樞反應及碳刷壓降） （每小題 10 分，共 20 分）

•  若電樞電流為 10 A 時，計算電動機轉速及輸入功率。

•  若電樞電流為 25 A 時，計算電動機轉速及輸入功率。