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📏 矩形樑斷面模數計算器

專業免費的 矩形樑斷面模數計算器。純前端本機毫秒級計算、零資料上傳、極致隱私保護。提供詳細公式推導、實例示範與常見問答。

即時推算結果 (Computed Output)
83,333.33 單位³(例如 mm³)
專業公認計算模型,即時運算完畢
📜 計算歷史記錄 (試算軌跡)
尚無歷史記錄,每次點擊「計算」將在此留下試算軌跡...

什麼是斷面模數?

彈性斷面模數(S)是描述斷面抗彎能力的幾何特性。對於寬度為 b、高度為 h 的實心矩形樑,繞形心軸的斷面模數為 S = b · h^{2} / 6。斷面模數越大,代表樑在受彎時越剛強、越不易破壞。這是一項通用的幾何與力學工具,計算結果以長度的三次方為單位(例如 mm³、cm³、in³),單位視你輸入的數值而定。

如何使用本計算器

請輸入寬度 b(與中性軸平行的尺寸)與高度 h(沿彎曲方向、與軸垂直的尺寸)。計算器會回傳斷面模數 S、慣性矩 I = b · h^{3} / 12,以及截面積。請注意單位要一致:若輸入毫米,則 S 的單位為 mm³,I 的單位為 mm⁴。

公式解析

彎曲應力與斷面模數的關係為 \sigma = M / S,其中 M 為施加的彎矩。斷面模數由慣性矩除以到最外緣纖維的距離求得:S = I / c。對矩形而言,I = b · h^{3} / 12、c = h/2,因此

S = ((b · h^{3} / 12) ÷ (h/2)) = ((b · h^{2}) ÷ (6))
由於高度以平方項出現,增加樑的深度(高度)對提升強度的效果,遠比加寬樑來得顯著。

實例演算

以 b = 50 mm、h = 100 mm 的樑為例:

S = ((50 × 100^{2}) ÷ (6)) = ((500000) ÷ (6)) ≈ 83,333.33 mm^{3}
慣性矩則為
I = ((50 × 100^{3}) ÷ (12)) = ((50,000,000) ÷ (12)) ≈ 4,166,666.67 mm^{4}

使用注意事項與精準校對原則(6 大核心守則)

📐 1. 嚴格對齊輸入量綱與單位

輸入各項數值時請務必確認量綱(例如小時、天數、金額、百分比),避免單位不匹配引發推算偏差。

🔒 2. 純前端本機毫秒級隱私保障

所有計算邏輯 100% 在您的終端瀏覽器內完成,資料絕不上傳伺服器,嚴格守護商業與個人隱私。

📊 3. 符合公認學術與產業計算模型

演算法嚴格遵循國際通用數學公式與標準計算模型,經多重情境交叉核對,數值嚴密精確。

📋 4. 一鍵複製與免登入 PDF 匯出

支援一鍵複製推算結果字串至剪貼簿,亦可直接點擊列印按鈕輸出純淨 PDF 工作報表。

🔄 5. 多情景敏感度動態對比

建議針對極端值與多組預期情景分別試算,觀察輸出數據的波動區間,輔助做出更穩健的決策。

🛡️ 6. 專業諮詢與日常參考免責聲明

本工具運算結果供日常排程、學業研習與事前參考之用,如涉及重大法規或投資決策請諮詢持證專家。

常見問題 (FAQ)

哪一個尺寸是高度?
高度 \(h\) 是與彎曲方向平行的尺寸,也就是樑的深度。把 \(b\) 與 \(h\) 互換,就能得到繞另一軸彎曲時的斷面模數。
任何單位都適用嗎?
適用——這純屬幾何計算。只要 \(b\) 與 \(h\) 採用相同的長度單位即可,結果會依比例換算(S 為長度三次方、I 為長度四次方)。
彈性斷面模數與塑性斷面模數有何不同?
本工具計算的是用於彈性彎曲的彈性斷面模數。塑性斷面模數(\(Z = b \cdot h^{2} / 4\))則適用於整個斷面都進入降伏的情況。