
【化】 torsional stress
扭转应力(Torsional Stress)是材料力学中描述物体受扭矩作用时产生的内部剪切应力现象。根据《牛津工程学术词典》定义,其英文对应术语为"torsional stress",特指圆柱形构件在承受力矩作用时,横截面上产生的与半径方向垂直的切应力。
在工程计算中,扭转应力计算公式可表示为: $$ tau = frac{T cdot r}{J} $$ 其中:
典型应用场景包括:
国际标准化组织(ISO 1352:2011)规定,扭转试验应使用标准圆柱试样,在室温下以恒定速率施加扭矩直至试样失效,以此测定材料的剪切模量和极限扭转应力值。
扭转应力是材料力学中的重要概念,指物体因受到扭转力矩作用而在横截面上产生的剪切应力。以下是综合多个权威来源的详细解释:
定义与物理本质
扭转应力是由扭矩(扭转力矩)作用产生的剪切应力,表现为材料内部抵抗扭转形变的内部力。在宏观上,扭转效应会引发物体不同层面的剪切应力分布;微观上,则是原子或分子间相互作用力的体现。
分布特点
在弹性范围内,圆柱形横截面上的扭转应力沿径向呈线性分布,中心处为零,外表面达到最大值。例如,实心圆轴的最大切应力公式为:
$$
tau_{text{max}} = frac{TR}{I_p}
$$
其中,( T )为扭矩,( R )为半径,( I_p )为截面极惯性矩。
工程应用与影响
与其他应力的区别
扭转应力本质属于剪切应力,与正应力(拉/压应力)不同。但在复杂受力状态下,扭转可能伴随正应力,需通过力学分析区分。
如需进一步了解动态扭转测试或具体材料参数,可参考工程力学教材或专业文献。
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