考題全由（步驟繁複的材料破壞代數計算題）與（元件工程設計推導題）主導，一題配分常高達 20~25 分，極度考驗計算精準度：
●疲勞破壞與 Goodman 線圖計算題（申論必考大題，分值極高）：
○案例：一個直徑為 \(d\) 的圓軸由鋼材製成（已知極限抗拉強度 (Su=600MPa)，屈服強度 (Sy = 400MPa)，經修正後的疲勞強度 (Se = 200MPa)）。該軸在運轉過程中承受反覆彎曲力矩，其彎矩在 \(+500\,\text{N}\cdot\text{m}\) 至 \(-100\,\text{N}\cdot\text{m}\) 之間循環變動。若設計要求的安全係數為 \(2.0\)：
◆試計算該圓軸受力時的平均彎矩（\(M_{m}\)）與交變彎矩（\(M_{a}\)）。
◆試利用修正修正式 Goodman 方程式，推導並計算出該圓軸所需的最小安全直徑 \(d\)。
●焊道偏心載重應力分析題（結構強度核心）：
○案例：一懸臂板透過圍繞三邊的角焊（Fillet Weld）焊接於固定鋼柱上，外端承受一與焊道平面平行的偏心載重 \(P = 50\,\text{kN}\)，偏心距離 \(e = 200\,\text{mm}\)（如圖所示，給定焊道幾何尺寸與喉厚 \(t\)）。
◆試求該焊道群的幾何形心（Centroid）位置與對形心的極慣性矩（\(I_{p}\)）。
◆試計算並指出該焊道哪一點承受最大的合成剪應力？其最大合成剪應力值為多少 \(\text{MPa}\)？
●齒輪受力與劉易斯公式強度設計題：
○案例：一組嚙合的正齒輪傳動機構，主動輪轉速為 \(1800\,\text{rpm}\)，傳遞功率為 \(15\,\text{kW}\)，節圓直徑為 \(100\,\text{mm}\)，壓力角為 \(20^{\circ }\)。
◆試計算該齒輪所承受的切向力（\(F_{t}\)）與徑向力（\(F_{r}\)）。
◆若齒形係數（Lewis Form Factor）為 \(Y = 0.3\)，齒寬為 \(b = 40\,\text{mm}\)，模數為 \(M = 4\,\text{mm}\)，試利用劉易斯公式（Lewis Equation）計算齒根處所產生的最大彎曲應力。
●制動器力矩與自鎖推導題：
○案例：一長桿塊狀煞車制動器（給定槓桿長度、煞車塊相對於支點的位置、煞車鼓半徑 \(R\)）。當煞車鼓順時針旋轉時，摩擦係數為 \(f\)。試畫出煞車長桿的受力自由體圖（FFD），列出轉矩平衡方程，並推導出該制動器達成（自鎖）的幾何尺寸關係式。
