
【化】 torsional stress
扭轉應力(Torsional Stress)是材料力學中描述物體受扭矩作用時産生的内部剪切應力現象。根據《牛津工程學術詞典》定義,其英文對應術語為"torsional stress",特指圓柱形構件在承受力矩作用時,橫截面上産生的與半徑方向垂直的切應力。
在工程計算中,扭轉應力計算公式可表示為: $$ tau = frac{T cdot r}{J} $$ 其中:
典型應用場景包括:
國際标準化組織(ISO 1352:2011)規定,扭轉試驗應使用标準圓柱試樣,在室溫下以恒定速率施加扭矩直至試樣失效,以此測定材料的剪切模量和極限扭轉應力值。
扭轉應力是材料力學中的重要概念,指物體因受到扭轉力矩作用而在橫截面上産生的剪切應力。以下是綜合多個權威來源的詳細解釋:
定義與物理本質
扭轉應力是由扭矩(扭轉力矩)作用産生的剪切應力,表現為材料内部抵抗扭轉形變的内部力。在宏觀上,扭轉效應會引發物體不同層面的剪切應力分布;微觀上,則是原子或分子間相互作用力的體現。
分布特點
在彈性範圍内,圓柱形橫截面上的扭轉應力沿徑向呈線性分布,中心處為零,外表面達到最大值。例如,實心圓軸的最大切應力公式為:
$$
tau_{text{max}} = frac{TR}{I_p}
$$
其中,( T )為扭矩,( R )為半徑,( I_p )為截面極慣性矩。
工程應用與影響
與其他應力的區别
扭轉應力本質屬于剪切應力,與正應力(拉/壓應力)不同。但在複雜受力狀态下,扭轉可能伴隨正應力,需通過力學分析區分。
如需進一步了解動态扭轉測試或具體材料參數,可參考工程力學教材或專業文獻。
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